JP2013020424A - Noise analysis device and noise analysis method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ノイズ解析装置及びノイズ解析方法に関する。 The present invention relates to a noise analysis device and a noise analysis method.
アナログ回路とデジタル回路を混載した半導体集積回路において、これらの回路で発生したノイズがシリコン基板を通して伝搬することで、ノイズに弱いアナログ回路などの特性の劣化や、誤動作が発生することが問題となっている。 In a semiconductor integrated circuit in which analog circuits and digital circuits are mixed, noise generated in these circuits propagates through the silicon substrate, which causes problems such as deterioration of characteristics of analog circuits that are vulnerable to noise and malfunctions. ing.
特に、近年では、車載向けの半導体集積回路が普及し、たとえば、40Vなどの高電圧の電源と1.2V系電源といった、電源電圧が大きく異なる回路が1つのチップ上に搭載されるようになってきている。このような半導体集積回路を設計する際には、高電圧の電源で動作する回路にて発生したノイズが、低電圧の電源で動作する回路に与える影響を考慮することが重要である。 In particular, in recent years, semiconductor integrated circuits for in-vehicle use have become widespread, and, for example, a circuit having greatly different power supply voltages such as a high-voltage power supply such as 40V and a 1.2V power supply has been mounted on one chip. It is coming. When designing such a semiconductor integrated circuit, it is important to consider the influence of noise generated in a circuit operating with a high voltage power supply on a circuit operating with a low voltage power supply.
従来、半導体集積回路のノイズ解析を行う際に、シリコン基板レイアウトを一定の大きさの領域(メッシュ)ごとに分割し、その領域ごとに抵抗や接合容量をモデル化し、ノイズ解析における基板モデルを作成する技術があった。なお、従来のノイズ解析手法では、基板モデルにおいて、モデル化される容量は固定容量であった。 Conventionally, when performing noise analysis of semiconductor integrated circuits, the silicon substrate layout is divided into regions (mesh) of a certain size, and resistance and junction capacitance are modeled for each region to create a substrate model for noise analysis There was technology to do. In the conventional noise analysis method, in the substrate model, the capacity to be modeled is a fixed capacity.
しかし、高電圧の電源で動作する回路で使用される高耐圧素子は、大きいバイアス電圧が印加されることから、小さいバイアス電圧が印加される半導体素子に比べ、バイアス電圧印加時に接合部にできる空乏層が大きく広がる。このとき、接合容量はバイアス電圧の値に応じて大きく変化する。そのため、従来のようにモデル化される容量を固定容量とした場合、精度よくノイズを解析できないという問題があった。 However, high withstand voltage elements used in circuits that operate with a high voltage power supply are applied with a large bias voltage, so that the depletion that can occur at the junction when a bias voltage is applied is lower than semiconductor elements to which a small bias voltage is applied. Layers spread greatly. At this time, the junction capacitance changes greatly according to the value of the bias voltage. For this reason, there is a problem in that noise cannot be analyzed accurately when the capacity modeled as in the past is a fixed capacity.
発明の一観点によれば、解析対象の半導体集積回路のレイアウト情報から、高耐圧素子部において、可変容量として設定する、異なる導電型の領域間の接合部の位置を特定する位置特定部と、前記レイアウト情報及び前記半導体集積回路の製造条件をもとに、ノイズ伝搬路となる配線または基板を、抵抗及び容量を用いてモデル化し、特定された前記接合部の位置には前記可変容量を設定するモデル作成部と、を備えたノイズ解析装置が提供される。 According to one aspect of the invention, from the layout information of a semiconductor integrated circuit to be analyzed, a position specifying unit that specifies a position of a junction between different conductivity type regions, which is set as a variable capacitor in a high voltage element unit, Based on the layout information and the manufacturing conditions of the semiconductor integrated circuit, a wiring or a substrate serving as a noise propagation path is modeled using a resistor and a capacitor, and the variable capacitor is set at the specified position of the junction. There is provided a noise analyzing device including a model creating unit.
開示のノイズ解析装置及びノイズ解析方法によれば、半導体集積回路で発生するノイズの伝搬を精度よく解析することができる。 According to the disclosed noise analysis apparatus and noise analysis method, it is possible to accurately analyze the propagation of noise generated in a semiconductor integrated circuit.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
図1は、本実施の形態のノイズ解析装置の一例を示す図である。
ノイズ解析装置1は、位置特定部2、モデル作成部3、ノイズ源モデル化部4、容量計算部5、ノイズ解析部6、記憶部7を有している。記憶部7には、解析対象の半導体集積回路のレイアウト情報d1、配線や基板の、厚さ、抵抗率、容量などの製造条件(以下プロセスパラメータと呼ぶ)d2、回路データd3が格納されている。さらに、記憶部7には、半導体集積回路の高耐圧素子部において、モデル化の際に可変容量として設定する異なる導電型(n型とp型)の領域間の接合部ごとの、印加電圧と容量との関係を示す容量電圧特性情報d4−1〜d4−nなどが格納されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a noise analysis apparatus according to the present embodiment.
The
なお、解析対象の半導体集積回路は、LDMOS(Laterally Diffused Metal-Oxide Semiconductor)や、DMOS(Double-diffused MOS)などの高耐圧素子部を含んでいる。 The semiconductor integrated circuit to be analyzed includes a high breakdown voltage element such as LDMOS (Laterally Diffused Metal-Oxide Semiconductor) or DMOS (Double-diffused MOS).
位置特定部2は、レイアウト情報d1から、高耐圧素子部において、可変容量として設定する、異なる導電型の領域間の接合部の位置を特定する。位置特定部2は、大きなバイアス電圧が印加された際に大きな空乏層を形成する接合部の位置をレイアウト情報d1から特定する。
The
モデル作成部3は、レイアウト情報d1及びプロセスパラメータd2をもとに、ノイズ伝搬路となる配線または基板を、抵抗及び容量を用いてモデル化する。このとき、モデル作成部3は、位置特定部2で特定された接合部の位置には可変容量を設定する。なお、モデル化は、たとえば、ネットリストを作成することで行われる。
Based on the layout information d1 and the process parameter d2, the
ノイズ源モデル化部4は、設計対象の半導体集積回路の回路データd3を用いて回路解析を行い、ノイズ源情報として、ノイズの時間波形や周波数波形などを求める。
容量計算部5は、位置特定部2で特定された接合部に印加される電圧に応じて、可変容量の容量値を計算する。接合部に印加される電圧(可変容量の2端子間電圧)は、ノイズ解析部6によるノイズ解析処理において計算される。
The noise
The
また、容量計算部5は、予め求められた、可変容量として設定する高耐圧素子部の接合部ごとの容量電圧特性情報d4−1〜d4−nをもとに容量計算を行う。
ノイズ解析部6は、作成されたネットリスト、ノイズ源情報、容量値をもとに、ノイズ解析処理を行う。たとえば、ノイズ解析部6は、ネットリストの各ノードにおける電流値や電圧値を算出して、基板ノイズの伝搬を解析する。
In addition, the
The
このようなノイズ解析装置1によれば、解析対象の半導体集積回路の高耐圧素子部において、可変容量として設定する接合部の位置が特定され、その位置に可変容量を設定したモデルが作成される。これにより、可変容量にバイアス電圧に応じた容量値を設定できるようになり、ノイズ伝搬路である基板のインピーダンスを精度よくモデル化でき、発生するノイズの伝搬を精度よくシミュレーションすることが可能となる。
According to such a
また、容量計算部5は、予め求められた、可変容量として設定する高耐圧素子部の接合部ごとの容量電圧特性情報d4−1〜d4−nをもとに容量計算を行うので、より精度よくバイアス電圧に応じた容量値を計算でき、精度のよいノイズ解析が可能となる。
Further, since the
以下、高耐圧素子部の例として、LDMOSのノイズ解析を例にして本実施の形態のノイズ解析方法を、より詳細に説明する。
図2は、ノイズ解析方法の一例の流れを示すフローチャートである。
In the following, the noise analysis method of the present embodiment will be described in more detail by taking LDMOS noise analysis as an example of the high voltage element portion.
FIG. 2 is a flowchart showing a flow of an example of the noise analysis method.
まず、位置特定部2は、レイアウト情報d1から、高耐圧素子部において、可変容量として設定する、異なる導電型の領域間の接合部の位置を特定する(ステップS1)。
図3は、LDMOSのある接合部における、容量のドレイン電圧特性の一例を示す図である。
First, the
FIG. 3 is a diagram showing an example of the drain voltage characteristic of the capacitance at a junction having an LDMOS.
図3では、例として、nチャネル型のLDMOS10を図示している。LDMOS10は、p型基板(Psub)11に形成されたn型ドリフト領域(nDrift)12と、n型ドリフト領域12に形成されたp型ボディ領域(pBody)13を有している。またn型ドリフト領域12には、ドレイン電圧(Drain)が印加されるN+領域14が形成されており、p型ボディ領域13には接地電圧(0V)が印加されるN+領域15とP+領域16が形成されている。また、p型基板11上に、n型ドリフト領域12と、p型ボディ領域13とN+領域15に跨って、ゲート電極17が形成されている。
FIG. 3 shows an n-channel LDMOS 10 as an example. The LDMOS 10 has an n-type drift region (nDrift) 12 formed in a p-type substrate (Psub) 11 and a p-type body region (pBody) 13 formed in the n-
また、図3のグラフの横軸はドレイン電圧[V]であり、縦軸は、p型基板11とn型ドリフト領域12との接合部の容量(接合容量)を示している。また、C0Vは、ドレイン電圧が0Vのときの接合容量、C10Vは、ドレイン電圧が10Vのときの接合容量、C20Vは、ドレイン電圧が20Vのときの接合容量、C30Vは、ドレイン電圧が30Vのときの接合容量を示している。図3のグラフのようにバイアス電圧であるドレイン電圧が変化すると、p型基板11とn型ドリフト領域12との接合部に印加される電圧が変化し、容量は大きく変わる。C0VとC30Vでは、1桁ほどの差が発生する場合がある。
In addition, the horizontal axis of the graph of FIG. 3 is the drain voltage [V], and the vertical axis indicates the capacitance (junction capacitance) of the junction between the p-
そこで、位置特定部2では、このような接合部の位置を、後の工程で可変容量18として設定する位置として特定する。なお、印加される電圧によって大きく容量が変化する接合部としては以下のようなものがある。
Therefore, the
たとえば、nチャネル型のLDMOSにおいては、p型ボディ領域とn型ドリフト領域との接合部と、上述したn型ドリフト領域とp型基板との接合部がある。pチャネル型のLDMOSにおいては、n型ボディ領域とp型ドリフト領域との接合部、n型ボディ領域とp型基板との接合部がある。 For example, an n-channel LDMOS has a junction between a p-type body region and an n-type drift region, and a junction between the n-type drift region and the p-type substrate described above. A p-channel LDMOS has a junction between an n-type body region and a p-type drift region, and a junction between an n-type body region and a p-type substrate.
位置特定部2は特定した接合部の位置を位置情報d5として出力し、たとえば、記憶部7に保持しておく。
次にモデル作成部3により、ノイズ伝搬路のモデル化が行われ、ネットリストd6が出力される(ステップS2)。モデル作成部3は、レイアウト情報d1及びプロセスパラメータd2をもとに、ノイズ伝搬路となる配線または基板を、抵抗及び容量を用いてモデル化する。
The
Next, the
図4は、作成されるモデルの例を示す図である。
解析対象の半導体集積回路は、LDMOSが形成されているLDMOS形成領域20aと、MOSトランジスタが形成されているMOS形成領域20bを含む。また、LDMOS形成領域20aには、nチャネル型のLDMOSが形成されている領域20−1と、pチャネル型のLDMOSが形成されている領域20−2が含まれている。また、MOS形成領域20bには、nチャネル型のMOSトランジスタが形成されている領域20−3と、pチャネル型のMOSトランジスタが形成されている領域20−4が含まれている。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a model to be created.
The semiconductor integrated circuit to be analyzed includes an LDMOS formation region 20a where an LDMOS is formed and a MOS formation region 20b where a MOS transistor is formed. The LDMOS formation region 20a includes a region 20-1 where an n-channel LDMOS is formed and a region 20-2 where a p-channel LDMOS is formed. The MOS formation region 20b includes a region 20-3 where an n-channel MOS transistor is formed and a region 20-4 where a p-channel MOS transistor is formed.
領域20−1では、p型基板21にn型ドリフト領域22が形成されており、n型ドリフト領域22にp型ボディ領域23と、N+領域24が形成されている。p型ボディ領域23には、接地電圧が印加されるN+領域25とP+領域26が形成されている。また、p型基板21上に、n型ドリフト領域22、p型ボディ領域23、N+領域25に跨って、ゲート電極27が形成されている。
In the region 20-1, an n-
領域20−2では、p型基板21にn型ボディ領域28が形成されており、n型ボディ領域28には、p型ドリフト領域29と、コンタクト領域として、高電圧のソース電圧(図4の例では40V)が印加されるN+領域30、P+領域31が形成されている。p型ドリフト領域29には、P+領域32が形成されている。また、p型基板21上に、n型ボディ領域28、p型ドリフト領域29、P+領域31に跨って、ゲート電極33が形成されている。
In the region 20-2, an n-
領域20−1のN+領域24と、領域20−2のP+領域32は、ビア34,35と配線36を介して接続されている。
一方、MOS形成領域20bの領域20−3では、p型基板21に、接地電圧が印加されるP+領域41及びN+領域42と、N+領域43が形成されている。また、p型基板21上に、N+領域42と、N+領域43に跨ってゲート電極44が形成されている。
The N + region 24 in the region 20-1 and the P + region 32 in the region 20-2 are connected to the
On the other hand, in the region 20-3 of the MOS formation region 20b, a P + region 41 and an N + region 42 to which a ground voltage is applied and an N + region 43 are formed on the p-
領域20−4では、p型基板21に、Nウェル40が形成されており、Nウェル40には、ソース電圧(図4の例では1.2V)が印加されるコンタクト領域であるN+領域45及びP+領域46と、P+領域47が形成されている。
In the region 20-4, an N well 40 is formed in the p-
領域20−3のN+領域43と、領域20−4のP+領域47は、ビア49,50と配線51を介して接続されている。
以上のようなレイアウトの半導体集積回路において、モデル作成部3は、たとえば、p型基板21をある一定の大きさの領域(メッシュ)ごとに分割し、プロセスパラメータd2をもとに、メッシュごとに抵抗と容量をモデル化している。たとえば、メッシュ60では、この領域における、p型基板21とNウェル40との間の接合容量である容量C1と、基板抵抗である抵抗R1がモデル化されている。
The N + region 43 in the region 20-3 and the P + region 47 in the region 20-4 are connected to the
In the semiconductor integrated circuit having the layout as described above, the
また、モデル作成部3は、位置情報d5を参照し、位置特定部2で特定された接合部の位置には可変容量を設定する。たとえば、領域20−1のメッシュ61では、この領域における、基板抵抗である抵抗R2がモデル化されているとともに、p型基板21とn型ドリフト領域22との間の容量が可変容量Cv1としてモデル化されている。
In addition, the
モデル作成部3は、可変容量として設定する部分をネットリストd6で表現する際に、たとえば、可変容量Cv1を、C1@varなどと、他の容量とは異なるように定義する。また、ネットリストd6上で可変容量を定義する2端子間のノードに対して、可変容量が接続されるという情報(n1_varなど)を付加するようにしてもよい。
When the part to be set as the variable capacity is expressed by the net list d6, the
以上のステップS1,S2の処理により、大きなバイアス(印加電圧)がかかる接合部には、可変容量が設定され、大きなバイアスがかからない接合部には、固定容量が設定される。 As a result of the processes in steps S1 and S2, a variable capacitance is set for a junction where a large bias (applied voltage) is applied, and a fixed capacitance is set for a junction where no large bias is applied.
ステップS3の処理では、ノイズ源モデル化部4は、回路データd3を用いて回路解析を行い、ノイズの時間波形や周波数波形などを求め、ノイズ源情報d7として出力する。このステップS3の処理は、ステップS1やステップS2の処理の前に行ってもよい。
In the process of step S3, the noise
その後、ノイズ解析部6によるノイズ解析が行われる(ステップS4)。ノイズ解析の際には、設定された可変容量の2端子間電圧d8が出力され、それに応じて容量計算部5による、可変容量の容量計算が行われる(ステップS5)。
Thereafter, noise analysis by the
容量計算部5は、容量電圧特性情報d4−1〜d4−nを参照して、容量計算を行う。容量電圧特性情報d4−1〜d4−nは、たとえば、印加される電圧によって大きく容量が変化する各接合部の容量と印加電圧の関係を示す情報であり、予め実験結果などをもとにして、たとえば、テーブル化または数式化され記憶部7に記憶されている。容量と印加電圧の関係は、たとえば、図3に示したしたような特性を示す。
The
印加される電圧によって大きく容量が変化する接合部としては、図4の半導体集積回路の領域20−1では、p型ボディ領域23とn型ドリフト領域22との接合部と、n型ドリフト領域22とp型基板21との接合部がある。領域20−2では、n型ボディ領域28とp型ドリフト領域29との接合部、n型ボディ領域28とp型基板21との接合部がある。
As the junction portion whose capacitance greatly varies depending on the applied voltage, the junction portion between the p-
容量計算部5は、たとえば、ノイズ解析部6から出力される可変容量の2端子間電圧d8(及び接合部の種類の情報)をもとに、記憶部7に格納されている容量電圧特性情報d4−1〜d4−nから、対象となる接合部の情報を参照する。参照した情報をもとに、容量計算部5は、2端子間電圧d8の電圧値に応じた容量値d9を求めて出力し、ノイズ解析部6に返す。ノイズ解析部6は、その容量値d9をもとに、ノイズ解析を進める。
For example, the
ノイズ解析部6は、たとえば、SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)などの回路シミュレータによって、以下に示す処理を行う。回路シミュレータは、ステップS2の処理で作成されたネットリストd6から、キルヒホッフの法則にもとづく回路方程式を生成し、その方程式を解く。方程式の変数は、回路の各ノード(接点)の電圧値である。また、解くべき式は、たとえば、非線形微分方程式である。回路シミュレータは、たとえば、微分方程式を差分化し、非線形方程式を線形化してニュートン・ラフソン法で反復計算を行い、収束解を求める。
The
図5は、ノイズ解析処理の流れの一例を示すフローチャートである。
ノイズ解析部6は、まず、初期パラメータの設定を行う(ステップS10)。ここでノイズ解析部6は、ノイズ源情報d7とバイアス電圧とをもとに、方程式の変数である回路の各ノードの電圧値の初期値V0を決定する。
FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of the flow of noise analysis processing.
The
そして、ノイズ解析部6は、ネットリストd6から、キルヒホッフの法則にもとづく回路方程式、G・V=U、を生成するとともに、容量計算部5にて、前述の可変容量の容量計算を行わせ、計算された容量値を用いてGとUの計算を行う(ステップS11)。なお、Gはヤコビアン行列、Vは変数ベクトル(電圧を示す)、Uはアンバランスベクトル(ミスマッチベクトルと呼ばれる場合もあり、電流を示す)である。
Then, the
ノイズ解析部6は、たとえば、ステップS10の処理で設定された電圧をもとに、モデル作成部3で定義された可変容量の2端子間電圧を計算し、容量計算部5に可変容量の容量値を計算させる。
For example, the
その後、ノイズ解析部6は、方程式の解であるUを計算するとともに、初期値V0をもとに修正量Vaを計算し(ステップS12)、Uが収束したかを判断するため、ある許容値εと比較する(ステップS13)。||U||<εの場合には、処理を終了し、それ以外の場合には、ノイズ解析部6は、VをVn+1=Vn+Vaに更新し(ステップS14)、ステップS11からの処理を繰り返す(このようなループはニュートンループと呼ばれている)。
After that, the
以上の処理により、Uが収束したときの各ノードの電流値や電圧値が、ノイズ解析結果d10として出力される。
以上のように、本実施の形態のノイズ解析方法では、解析対象の半導体集積回路の高耐圧素子部において、可変容量として設定する接合部の位置を特定され、その位置に可変容量を設定したモデルが作成される。これにより、可変容量にバイアス電圧に応じた容量値を設定できるようになり、ノイズ伝搬路である基板のインピーダンスを精度よくモデル化でき、発生するノイズの伝搬を精度よくシミュレーションすることが可能となる。
With the above processing, the current value and voltage value of each node when U converges are output as the noise analysis result d10.
As described above, in the noise analysis method of the present embodiment, in the high breakdown voltage element portion of the semiconductor integrated circuit to be analyzed, the position of the junction set as the variable capacitance is specified, and the variable capacitance is set at that position. Is created. As a result, a capacitance value corresponding to the bias voltage can be set for the variable capacitor, the impedance of the substrate, which is a noise propagation path, can be accurately modeled, and the propagation of the generated noise can be simulated accurately. .
また、容量計算部5は、予め求められた、可変容量として設定する高耐圧素子部の接合部ごとの容量電圧特性情報d4−1〜d4−nをもとに容量計算を行うので、より精度よくバイアス電圧に応じた容量値を計算でき、精度のよいノイズ解析が可能となる。
Further, since the
本実施の形態のノイズ解析方法の効果を検証するため、以下のようなレイアウトの半導体集積回路に対してノイズの伝搬を解析した結果を示す。
図6は、ノイズ解析対象の半導体集積回路を示す図である。
In order to verify the effect of the noise analysis method of this embodiment, the result of analyzing the propagation of noise for a semiconductor integrated circuit having the following layout is shown.
FIG. 6 is a diagram showing a semiconductor integrated circuit subject to noise analysis.
p型基板70には、Pウェル71,72が形成されており、さらに、Pウェル71にはP+領域73、Pウェル72にはP+領域74が形成されている。p型基板70にはさらに、nチャネル型のLDMOSを形成するために、n型ドリフト領域75が形成されており、n型ドリフト領域75には、p型ボディ領域76とN+領域77が形成されている。p型ボディ領域76には、N+領域78と、P+領域79が形成されている。また、p型基板70上に、n型ドリフト領域75と、p型ボディ領域76と、N+領域78とを跨ぐように、ゲート電極80が形成されている。
上記の半導体集積回路において、ノイズ解析装置1は、LDMOSのドレインのN+領域77に接続した端子P1にバイアス電圧として16Vを印加し、ノイズとして正弦波を入力する(たとえば、端子P1にノイズ源情報d7として電流源を設定する)。このとき、ノイズ解析部6にて、P+領域73に接続した端子P2でノイズ伝搬を検出すると、以下のような結果が得られた。
In the semiconductor integrated circuit, the
図7は、ノイズ解析結果の一例を示す図である。
横軸はノイズの周波数[GHz]、縦軸は、ノイズがどれだけ伝わったかを示す強度[dB]である。ノイズが多く伝わるほど、強度は0に近づく。この強度はSパラメータとも呼ばれ、たとえば、ノイズ解析部6が、各ノードの電圧値または電流値の算出結果をもとに計算する。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a noise analysis result.
The horizontal axis represents noise frequency [GHz], and the vertical axis represents intensity [dB] indicating how much noise is transmitted. The more noise is transmitted, the closer the intensity is to zero. This intensity is also called an S parameter. For example, the
なお、図7では、p型ボディ領域76とn型ドリフト領域75との接合部と、n型ドリフト領域75とp型基板70との接合部に対して可変容量を設定してモデル化した場合のシミュレーション波形が示されている。さらに、接合部を全て固定容量としてモデル化した場合のシミュレーション波形と、実測値の波形が示されている。
In FIG. 7, modeling is performed by setting variable capacitances for the junction between the p-
図7に示されているように、本実施の形態の処理により、特定の接合部に可変容量を設定してモデル化した場合のノイズ伝搬の解析結果は、実測結果とよく合うことが確認できた。 As shown in FIG. 7, it can be confirmed that the analysis result of the noise propagation when the variable capacitance is set at the specific junction and modeled by the processing of the present embodiment is in good agreement with the actual measurement result. It was.
なお、上記では、高耐圧素子の例として、LDMOSを適用して説明を行ったが、他の高耐圧素子を含む半導体集積回路についても同様に、本実施の形態のノイズ解析装置1及びノイズ解析方法を適用可能である。
In the above description, the LDMOS is used as an example of the high breakdown voltage element. However, the
たとえば、DMOS構造を有する半導体集積回路において、印加される電圧によって大きく容量が変化する、異なる導電型の領域間の接合部に対して、可変容量を設定してモデル化するようにしても、同様の効果が得られる。DMOS構造において、そのような接合部の例としては、異なる導電型のシリコン層とボディ層間、異なる導電型のシリコン層とシリコン基板間、異なる導電型の埋め込み層とシリコン基板間、などがある。 For example, in a semiconductor integrated circuit having a DMOS structure, even if a variable capacitance is set and modeled for a junction between regions of different conductivity types whose capacitance changes greatly depending on an applied voltage, the same applies. The effect is obtained. In the DMOS structure, examples of such a junction include a silicon layer and a body layer of different conductivity types, a silicon layer and a silicon substrate of different conductivity types, and a buried layer and a silicon substrate of different conductivity types.
なお、DMOS構造の例は、たとえば、特開2009−260155号公報の第2図などに記載されているので、ここでは説明を省略する。
ところで、上記で説明したノイズ解析装置1及びノイズ解析方法は、たとえば、以下のようなハードウェアのコンピュータにて実現できる。
An example of the DMOS structure is described in, for example, FIG. 2 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-260155, and the description thereof is omitted here.
By the way, the
図8は、本実施の形態に用いるコンピュータのハードウェアの一構成例を示す図である。
コンピュータ100は、CPU(Central Processing Unit)101によって装置全体が制御されている。CPU101には、バス108を介してRAM(Random Access Memory)102と複数の周辺機器が接続されている。CPU101の制御のもと、図1に示した各構成の機能が実現される。
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of computer hardware used in the present embodiment.
The
RAM102は、コンピュータ100の主記憶装置として使用される。RAM102には、CPU101に実行させるOS(Operating System)のプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、RAM102には、CPU101による処理に用いる各種データが格納される。たとえば、図2に示した位置情報d5、ネットリストd6、ノイズ源情報d7などが格納される。
The
バス108に接続されている周辺機器としては、ハードディスクドライブ(HDD:Hard Disk Drive)103、グラフィック処理装置104、入力インタフェース105、光学ドライブ装置106、及び通信インタフェース107がある。
Peripheral devices connected to the
HDD103は、内蔵したディスクに対して、磁気的にデータの書き込み及び読み出しを行う。HDD103は、コンピュータ100の二次記憶装置として使用される。HDD103には、OSのプログラム、SPICEなどの回路シミュレータなどのアプリケーションプログラム、及び各種データが格納される。たとえば、解析対象の半導体集積回路のレイアウト情報d1、プロセスパラメータd2、回路データd3、容量電圧特性情報d4−1〜d4−nや、ノイズ解析結果d10などが格納される。なお、二次記憶装置としては、フラッシュメモリなどの半導体記憶装置を使用することもできる。
The
グラフィック処理装置104には、モニタ104aが接続されている。グラフィック処理装置104は、CPU101からの命令にしたがって、図7に示したようなノイズ解析結果などの画像をモニタ104aの画面に表示させる。モニタ104aとしては、CRT(Cathode Ray Tube)を用いた表示装置や液晶表示装置などがある。
A
入力インタフェース105には、キーボード105aとマウス105bとが接続されている。入力インタフェース105は、キーボード105aやマウス105bから送られてくる信号をCPU101に送信する。なお、マウス105bは、ポインティングデバイスの一例であり、他のポインティングデバイスを使用することもできる。他のポインティングデバイスとしては、タッチパネル、タブレット、タッチパッド、トラックボールなどがある。
A
光学ドライブ装置106は、レーザ光などを利用して、光ディスク106aに記録されたデータの読み取りを行う。光ディスク106aは、光の反射によって読み取り可能なようにデータが記録された可搬型の記録媒体である。光ディスク106aには、DVD(Digital Versatile Disc)、DVD−RAM、CD−ROM(Compact Disc Read Only Memory)、CD−R(Recordable)/RW(ReWritable)などがある。
The
通信インタフェース107は、ネットワーク107aに接続されている。通信インタフェース107は、ネットワーク107aを介して、他のコンピュータまたは通信機器との間でデータの送受信を行う。
The
以上のようなハードウェア構成によって、本実施の形態の処理機能を実現することができる。
以上、実施の形態に基づき、本発明のノイズ解析装置及びノイズ解析方法の一観点について説明してきたが、これらは一例にすぎず、上記の記載に限定されるものではない。
With the hardware configuration as described above, the processing functions of the present embodiment can be realized.
As described above, one aspect of the noise analysis device and the noise analysis method of the present invention has been described based on the embodiments. However, these are merely examples, and the present invention is not limited to the above description.
以上説明した複数の実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
(付記1) 解析対象の半導体集積回路のレイアウト情報から、高耐圧素子部において、可変容量として設定する、異なる導電型の領域間の接合部の位置を特定する位置特定部と、
前記レイアウト情報及び前記半導体集積回路の製造条件をもとに、ノイズ伝搬路となる配線または基板を、抵抗及び容量を用いてモデル化し、特定された前記接合部の位置には前記可変容量を設定するモデル作成部と、
を有することを特徴とするノイズ解析装置。
The following additional notes are further disclosed with respect to the plurality of embodiments described above.
(Supplementary Note 1) From the layout information of the semiconductor integrated circuit to be analyzed, a position specifying unit that specifies a position of a junction between regions of different conductivity types, which is set as a variable capacitor in the high voltage element unit,
Based on the layout information and the manufacturing conditions of the semiconductor integrated circuit, a wiring or a substrate serving as a noise propagation path is modeled using a resistor and a capacitor, and the variable capacitor is set at the specified position of the junction. A model creation unit to
A noise analyzing apparatus characterized by comprising:
(付記2) 前記接合部に印加される電圧に応じて、前記可変容量の容量値を計算する容量計算部を有することを特徴とする付記1に記載のノイズ解析装置。
(付記3) 前記容量計算部は、予め求められた前記接合部ごとの印加電圧と容量との関係を示す情報をもとに、前記容量値を計算することを特徴とする付記2に記載のノイズ解析装置。
(Supplementary note 2) The noise analysis device according to
(Additional remark 3) The said capacity | capacitance calculation part calculates the said capacitance value based on the information which shows the relationship between the applied voltage and the capacity | capacitance for every said junction part calculated | required previously, The
(付記4) 前記高耐圧素子部は、LDMOSであり、前記位置特定部は、nチャネル型のLDMOSに対しては、p型ボディ領域とn型ドリフト領域との接合部または前記n型ドリフト領域とp型基板との接合部を、前記可変容量として設定する前記接合部として特定することを特徴とする付記1乃至3の何れか一つに記載のノイズ解析装置。
(Supplementary Note 4) The high breakdown voltage element portion is an LDMOS, and the position specifying portion is a junction between a p-type body region and an n-type drift region or the n-type drift region for an n-channel LDMOS. The noise analysis device according to any one of
(付記5) 前記高耐圧素子部は、LDMOSであり、前記位置特定部は、pチャネル型のLDMOSに対しては、n型ボディ領域とp型ドリフト領域との接合部または前記n型ボディ領域とp型基板との接合部を、前記可変容量として設定する前記接合部として特定することを特徴とする付記1乃至4の何れか一つに記載のノイズ解析装置。
(Additional remark 5) The said high voltage | pressure-resistant element part is LDMOS, and the said position specific | specification part is a junction part of an n-type body area | region and a p-type drift area | region or said n-type body area | region with respect to p channel type LDMOS. The noise analysis device according to any one of
(付記6) コンピュータによって実行されるノイズ解析方法であって、
解析対象の半導体集積回路のレイアウト情報から、高耐圧素子部において、可変容量として設定する、異なる導電型の領域間の接合部の位置を特定し、
前記レイアウト情報及び前記半導体集積回路の製造条件をもとに、ノイズ伝搬路となる配線または基板を、抵抗及び容量を用いてモデル化し、特定された前記接合部の位置には前記可変容量を設定する、
ことを特徴とするノイズ解析方法。
(Appendix 6) A noise analysis method executed by a computer,
From the layout information of the semiconductor integrated circuit to be analyzed, the position of the junction between the regions of different conductivity types to be set as variable capacitors in the high voltage element portion is specified,
Based on the layout information and the manufacturing conditions of the semiconductor integrated circuit, a wiring or a substrate serving as a noise propagation path is modeled using a resistor and a capacitor, and the variable capacitor is set at the specified position of the junction. To
A noise analysis method characterized by the above.
1 ノイズ解析装置
2 位置特定部
3 モデル作成部
4 ノイズ源モデル化部
5 容量計算部
6 ノイズ解析部
7 記憶部
d1 レイアウト情報
d2 プロセスパラメータ
d3 回路データ
d4−1〜d4−n 容量電圧特性情報
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記レイアウト情報及び前記半導体集積回路の製造条件をもとに、ノイズ伝搬路となる配線または基板を、抵抗及び容量を用いてモデル化し、特定された前記接合部の位置には前記可変容量を設定するモデル作成部と、
を有することを特徴とするノイズ解析装置。 From the layout information of the semiconductor integrated circuit to be analyzed, in the high-breakdown-voltage element unit, a position specifying unit that specifies the position of the junction between regions of different conductivity types, set as a variable capacitor,
Based on the layout information and the manufacturing conditions of the semiconductor integrated circuit, a wiring or a substrate serving as a noise propagation path is modeled using a resistor and a capacitor, and the variable capacitor is set at the specified position of the junction. A model creation unit to
A noise analyzing apparatus characterized by comprising:
解析対象の半導体集積回路のレイアウト情報から、高耐圧素子部において、可変容量として設定する、異なる導電型の領域間の接合部の位置を特定し、
前記レイアウト情報及び前記半導体集積回路の製造条件をもとに、ノイズ伝搬路となる配線または基板を、抵抗及び容量を用いてモデル化し、特定された前記接合部の位置には前記可変容量を設定する、
ことを特徴とするノイズ解析方法。 A noise analysis method executed by a computer,
From the layout information of the semiconductor integrated circuit to be analyzed, the position of the junction between the regions of different conductivity types to be set as variable capacitors in the high voltage element portion is specified,
Based on the layout information and the manufacturing conditions of the semiconductor integrated circuit, a wiring or a substrate serving as a noise propagation path is modeled using a resistor and a capacitor, and the variable capacitor is set at the specified position of the junction. To
A noise analysis method characterized by the above.
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