JP2013077672A - Semiconductor device, parameter optimization method, and program - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device, a parameter optimization method, and a program capable of optimizing a parameter by separating components of capacitance of a transistor and wiring capacitance.SOLUTION: A semiconductor device includes a wiring load pattern which contains first wiring that is to be a load part 12 electrically connected to an output part of each primitive gate circuit 11a of a first ring oscillator part 11 in which primitive gate circuits comprising an MOS transistor are connected in ring at an odd number stage, a plurality of gate load patterns electrically connected to a gate of the MOS transistor in which an output part of each primitive gate circuit of a second ring oscillator part comes to a load part through second wiring, and a plurality of diffusion layer load patterns electrically connected to a diffusion layer in which an output part of each primitive gate circuit of a third ring oscillator part comes to be a load part through third wiring. The plurality of gate load patterns vary in capacitance load for each pattern, and the plurality of diffusion layer load patterns vary in capacitance load for each pattern.

Description

本発明は、回路シミュレーションプログラムにおけるMOSトランジスタのモデルのパラメータを最適化するために用いる半導体装置、パラメータ最適化方法、及びプログラムに関する。   The present invention relates to a semiconductor device, a parameter optimization method, and a program used to optimize parameters of a MOS transistor model in a circuit simulation program.

MOSトランジスタを用いた半導体集積回路の設計では、シリコンウェハ上に作成されたリングオシレータ(Ring Oscillator;ROSC)パターンにより測定した伝達遅延時間(Tpd)とSPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)を用いてシミュレーションしたTpdとの整合検証が行われる。この整合検証を行う過程において、そのTpd誤差の要因分析をするためには、DC(直流)的な要因とAC(容量)的な要因とに分離することが不可欠となる。   In designing a semiconductor integrated circuit using MOS transistors, a transmission delay time (Tpd) measured by a ring oscillator (ROSC) pattern formed on a silicon wafer and SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) are used. Matching verification with the simulated Tpd is performed. In the process of performing the matching verification, in order to analyze the cause of the Tpd error, it is indispensable to separate into a DC (direct current) factor and an AC (capacitance) factor.

AC的な要因には、ゲート容量、ゲートオーバラップ容量、ジャンクション容量のトランジスタ部の容量成分とROSCを形成している配線容量がある。AC的な誤差を最適化するためには、これら各々の容量成分を分析した上で、誤差の起因となっている容量パラメータを最適化しなければならない。容量パラメータを測定するには、一般的には、LCRメータ(コイル(L)/コンデンサ(C)/インピーダンス(Z、R)の測定装置)などで、容量抽出パターンを用いて、直接的にゲート容量、ゲートオーバラップ容量、配線容量の測定を行い、その実測値に対して、パラメータ抽出を行っている(非特許文献1、2参照)。   AC factors include gate capacitance, gate overlap capacitance, the capacitance component of the transistor portion of the junction capacitance, and the wiring capacitance forming the ROSC. In order to optimize the AC-like error, it is necessary to analyze the capacitance components and to optimize the capacitance parameter causing the error. In order to measure the capacitance parameter, in general, an LCR meter (coil (L) / capacitor (C) / impedance (Z, R) measuring device) etc. is used to directly gate using the capacitance extraction pattern. Capacitance, gate overlap capacitance, and wiring capacitance are measured, and parameters are extracted from the measured values (see Non-Patent Documents 1 and 2).

特開2005−251976号公報JP 2005-251976 A 特開2002−261272号公報JP 2002-261272 A 特開2000−298683号公報JP 2000-298683 A 特開2010−10515号公報JP 2010-10515 A

青木均著、外2名、「CMOSモデリング技術−SPICE用コンパクトモデリングの理論と実践」、初版、丸善、2006年1月、p.185−193。Aoki Hitoshi, 2 others, “CMOS Modeling Technology-Theory and Practice of Compact Modeling for SPICE”, first edition, Maruzen, January 2006, p. 185-193. 三浦道子著、外2名、「回路シミュレーション技術とMOSFETモデリング」、リアライズ理工センター、2003年3月、p.385−390。Michiko Miura, two others, “Circuit Simulation Technology and MOSFET Modeling”, Realize Science Center, March 2003, p. 385-390.

しかしながら、LCRメータにて直接測定するには、容量値の感度を高めるために、実回路(インバータ、NAND回路、NOR回路などのプリミティブゲート回路)とは異なる大きなレイアウト構造によりパラメータ抽出を行うため、TEG(Test Element Group)面積効率が悪いことや、実回路動作時の遅延値として、正しく抽出されているかどうかを判別するには、実回路動作時の遅延値の求め、遅延量として、実測値と比較するまでわからないという問題点がある。   However, in order to directly measure with an LCR meter, in order to increase the sensitivity of the capacitance value, parameter extraction is performed with a large layout structure different from the actual circuit (primitive gate circuit such as an inverter, NAND circuit, NOR circuit). In order to determine whether TEG (Test Element Group) area efficiency is poor or whether it is correctly extracted as the delay value during actual circuit operation, the delay value during actual circuit operation is obtained, and the measured value is used as the delay amount. There is a problem of not knowing until you compare.

また、遅延として観測された値は、それぞれの容量パラメータの合計値として観測されるので、実回路の周波数(又はTpd)として観測される値と、シミュレーション値とがずれた場合、各容量成分のうちどの容量成分がずれているのかを判定することが難しいという問題点もある。   In addition, since the value observed as the delay is observed as the total value of the respective capacitance parameters, when the value observed as the frequency (or Tpd) of the actual circuit and the simulation value deviate, There is also a problem that it is difficult to determine which capacitive component is shifted.

さらに、ROSCから観測されるTpdから容量換算するには、各容量成分の要因分離が難しいという問題がある。   Furthermore, there is a problem that it is difficult to separate the factors of each capacitance component in order to convert the capacity from the Tpd observed from the ROSC.

ところで、Tpd検証のシリコン特性とシミュレーション特性とのTpd誤差要因分析過程において、DC的な要因誤差、AC的な要因誤差とに分けて評価しなければ、正確にTpd誤差を最適化することができない。その中でも、AC的な要因誤差においては、トランジスタ起因のゲート容量、ゲートオーバラップ容量、ジャンクション容量の誤差や、配線起因の誤差にそれぞれ分け、パラメータの最適化をしなければならない。   By the way, in the Tpd error factor analysis process between the silicon characteristics and the simulation characteristics of Tpd verification, the Tpd error cannot be optimized accurately unless it is divided into DC factor errors and AC factor errors. . Among them, the AC factor error has to be optimized by dividing it into a transistor-caused gate capacitance, gate overlap capacitance, junction capacitance error, and wiring-caused error.

従来技術においては、Tpdを検証する上で、個々のパラメータを最適化する手法として、ROSCパターンによるDC的な要因分析法(特許文献1参照)、AC的な要因分析法(特許文献2、3参照)が開示されている。特に、AC的な要因分析法では、配線容量に特化したものが多い。また、特許文献2では、トランジスタのゲートオーバラップ容量のみに特化して議論されている。   In the prior art, as a method for optimizing individual parameters in verifying Tpd, a DC factor analysis method using a ROSC pattern (see Patent Document 1) and an AC factor analysis method (Patent Documents 2, 3). Reference). In particular, there are many AC factor analysis methods specialized in wiring capacity. Patent Document 2 discusses only the gate overlap capacitance of a transistor.

しかしながら、特許文献1−3に記載の手法では、トランジスタの容量成分までブレークダウンして議論されておらず、トランジスタの容量の各成分や配線容量を分離して、誤差分析することができない。   However, the method described in Patent Documents 1-3 does not discuss the breakdown of the capacitance component of the transistor, and cannot analyze the error by separating each component of the capacitance of the transistor and the wiring capacitance.

また、特許文献4では、負荷部のコンタクト個数依存性のTpdインパクトを抽出するパターンを提案しているが、コンタクト部の容量パラメータの具体的な最適化、抽出方法については、議論されていない。   Further, Patent Document 4 proposes a pattern for extracting the Tpd impact depending on the number of contacts in the load portion, but no specific optimization and extraction method for the capacitance parameter of the contact portion is discussed.

本発明の主な課題は、トランジスタの容量の各成分や配線容量を分離してパラメータを最適化することが可能な半導体装置、パラメータ最適化方法、及びプログラムを提供することである。   A main object of the present invention is to provide a semiconductor device, a parameter optimization method, and a program capable of optimizing parameters by separating each component of the capacitance of a transistor and wiring capacitance.

本発明の第1の視点においては、半導体装置において、MOSトランジスタから構成されたプリミティブゲート回路を奇数段でリング状に結合した第1リングオシレータ部の各前記プリミティブゲート回路の出力部と電気的に接続された第1配線を有する配線負荷パターンと、前記第1リングオシレータ部と同様な構成の第2リングオシレータ部の各プリミティブゲート回路の出力部が前記第1配線と同様な構成の第2配線を介して負荷部となるMOSトランジスタのゲートに電気的に接続された複数のゲート負荷パターンと、前記第1リングオシレータ部と同様な構成の第3リングオシレータ部の各プリミティブゲート回路の出力部が前記第1配線と同様な構成の第3配線を介して負荷部となる拡散層に電気的に接続された複数の拡散層負荷パターンと、を備え、前記複数のゲート負荷パターンは、パターンごとに容量負荷が異なり、前記複数の拡散層負荷パターンは、パターンごとに容量負荷が異なることを特徴とする。   According to a first aspect of the present invention, in a semiconductor device, the primitive gate circuit composed of MOS transistors is electrically connected to an output portion of each primitive gate circuit of a first ring oscillator portion in which odd-numbered stages are coupled in a ring shape. A wiring load pattern having a connected first wiring, and a second wiring in which the output part of each primitive gate circuit of the second ring oscillator unit having the same configuration as the first ring oscillator unit has the same configuration as the first wiring And a plurality of gate load patterns electrically connected to the gates of the MOS transistors serving as the load sections via the first ring oscillator section, and an output section of each primitive gate circuit of the third ring oscillator section having the same configuration as the first ring oscillator section. A plurality of diffusion layer negative electrodes electrically connected to a diffusion layer serving as a load portion via a third wiring having a configuration similar to that of the first wiring. Comprising a pattern, wherein the plurality of gate load pattern have different capacitive load for each pattern, the plurality of diffusion layers load pattern, characterized by capacitive loading different for each pattern.

本発明の第2の視点においては、前記半導体装置と、前記半導体装置に電気的に接続された測定装置と、前記測定装置と電気的に接続されるとともに回路シミュレーションプログラムを実行するコンピュータと、を用いて前記回路シミュレーションプログラムにおけるMOSトランジスタのモデルのパラメータを最適化するパラメータ最適化方法であって、前記ゲート負荷パターン又は前記拡散層負荷パターンの伝播遅延時間を実測及びシミュレーションする工程と、前記伝播遅延時間の負荷依存性の実測値及びシミュレーション値の傾きを計算する工程と、前記実測値及び前記シミュレーション値の傾きが一致しないときに、前記シミュレーション値の傾きを前記実測値の傾きに合わせるようにして、所定のパラメータを最適化する工程と、を含むことを特徴とする。   In a second aspect of the present invention, the semiconductor device, a measuring device electrically connected to the semiconductor device, and a computer that is electrically connected to the measuring device and executes a circuit simulation program, A parameter optimization method for optimizing a parameter of a MOS transistor model in the circuit simulation program, the step of actually measuring and simulating the propagation delay time of the gate load pattern or the diffusion layer load pattern; and the propagation delay When the slope of the measured value and the simulation value of the load dependency of time and the slope of the measured value and the simulation value do not match, the slope of the simulation value is adjusted to the slope of the measured value. A process for optimizing predetermined parameters; Characterized in that it comprises a.

本発明の第3の視点においては、前記半導体装置と、前記半導体装置に電気的に接続された測定装置と、前記測定装置と電気的に接続されるとともに回路シミュレーションプログラムを実行するコンピュータと、を用いて前記回路シミュレーションプログラムにおけるMOSトランジスタのモデルのパラメータを最適化するプログラムであって、前記ゲート負荷パターン又は前記拡散層負荷パターンの伝播遅延時間を実測及びシミュレーションするステップ(図12のステップA2)と、前記伝播遅延時間の負荷依存性の実測値及びシミュレーション値の傾きを計算するステップ(図12のステップA3、A5、A7、A9)と、前記実測値及び前記シミュレーション値の傾きが一致しないときに、前記シミュレーション値の傾きを前記実測値の傾きに合わせるようにして、所定のパラメータを最適化するステップ(図12のステップA4、A6、A8、A10)と、を実行させることを特徴とする。   In a third aspect of the present invention, the semiconductor device, a measurement device electrically connected to the semiconductor device, and a computer that is electrically connected to the measurement device and executes a circuit simulation program, A program for optimizing the parameters of the MOS transistor model in the circuit simulation program, the step of actually measuring and simulating the propagation delay time of the gate load pattern or the diffusion layer load pattern (step A2 in FIG. 12); The step of calculating the slope of the actual measurement value and the simulation value of the load dependence of the propagation delay time (steps A3, A5, A7, A9 in FIG. 12) and the slope of the actual measurement value and the simulation value do not match. , The measured slope of the simulation value With aligning the slope, the step (step A4, A6, A8, A10 in FIG. 12) to optimize certain parameters, characterized in that for the execution.

本発明によれば、LCRメータ等の測定装置から直接、容量抽出を行うことなく、伝播遅延時間の感度を用いて、間接的にパラメータを最適化することができる。また、リングオシレータパターンのように、実回路に近いパターンにて、パラメータを最適化することができるため、実際の回路動作時の誤差を最小限に抑えることができる。   According to the present invention, parameters can be indirectly optimized using the sensitivity of propagation delay time without performing capacity extraction directly from a measuring device such as an LCR meter. Further, since parameters can be optimized with a pattern close to an actual circuit, such as a ring oscillator pattern, errors during actual circuit operation can be minimized.

本発明の実施例1に係るパラメータ最適化方法で用いられる半導体装置における基本構成となる負荷部が無いROSCパターンの構成を模式的に示した(A)回路図、(B)インバータの平面図である。FIG. 2A is a circuit diagram schematically showing a configuration of a ROSC pattern having no load portion as a basic configuration in a semiconductor device used in a parameter optimization method according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. is there. 本発明の実施例1に係るパラメータ最適化方法で用いられる半導体装置における基本構成となる負荷部があるROSCパターンの構成を模式的に示した(A)回路図、(B)インバータの平面図である。FIG. 2A is a circuit diagram schematically illustrating a configuration of a ROSC pattern having a load portion as a basic configuration in a semiconductor device used in the parameter optimization method according to the first embodiment of the present invention, and FIG. is there. 本発明の実施例1に係るパラメータ最適化方法で用いられる半導体装置のROSCパターンにおける配線負荷パターンの構成を模式的に示した部分平面図である。It is the fragmentary top view which showed typically the structure of the wiring load pattern in the ROSC pattern of the semiconductor device used with the parameter optimization method which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係るパラメータ最適化方法で用いられる半導体装置のROSCパターンにおけるゲート負荷パターン(負荷本数1本)の構成を模式的に示した部分平面図である。It is the fragmentary top view which showed typically the structure of the gate load pattern (1 load number) in the ROSC pattern of the semiconductor device used with the parameter optimization method which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係るパラメータ最適化方法で用いられる半導体装置のROSCパターンにおけるゲート負荷パターン(負荷本数3本)の構成を模式的に示した部分平面図である。It is the fragmentary top view which showed typically the structure of the gate load pattern (3 loads) in the ROSC pattern of the semiconductor device used with the parameter optimization method which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係るパラメータ最適化方法で用いられる半導体装置のROSCパターンにおける拡散層負荷パターン(STI構成;パターン1)の構成を模式的に示した部分平面図である。It is the fragmentary top view which showed typically the structure of the diffused layer load pattern (STI structure; pattern 1) in the ROSC pattern of the semiconductor device used with the parameter optimization method which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係るパラメータ最適化方法で用いられる半導体装置のROSCパターンにおける拡散層負荷パターン(STI構成;パターン2)の構成を模式的に示した部分平面図である。It is the fragmentary top view which showed typically the structure of the diffused layer load pattern (STI structure; pattern 2) in the ROSC pattern of the semiconductor device used with the parameter optimization method which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係るパラメータ最適化方法で用いられる半導体装置のROSCパターンにおける拡散層負荷パターン(STI構成;パターン3)の構成を模式的に示した部分平面図である。It is the fragmentary top view which showed typically the structure of the diffused layer load pattern (STI structure; pattern 3) in the ROSC pattern of the semiconductor device used with the parameter optimization method which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係るパラメータ最適化方法で用いられる半導体装置のROSCパターンにおける拡散層負荷パターン(ゲート構成;パターン1)の構成を模式的に示した部分平面図である。It is the fragmentary top view which showed typically the structure of the diffused layer load pattern (gate structure; pattern 1) in the ROSC pattern of the semiconductor device used with the parameter optimization method based on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係るパラメータ最適化方法で用いられる半導体装置のROSCパターンにおける拡散層負荷パターン(ゲート構成;パターン2)の構成を模式的に示した部分平面図である。It is the fragmentary top view which showed typically the structure of the diffused layer load pattern (gate structure; pattern 2) in the ROSC pattern of the semiconductor device used with the parameter optimization method based on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係るパラメータ最適化方法で用いられる半導体装置のROSCパターンにおける拡散層負荷パターン(ゲート構成;パターン3)の構成を模式的に示した部分平面図である。It is the fragmentary top view which showed typically the structure of the diffused layer load pattern (gate structure; pattern 3) in the ROSC pattern of the semiconductor device used with the parameter optimization method which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係るパラメータ最適化方法を模式的に示したフローチャートである。It is the flowchart which showed typically the parameter optimization method which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係るパラメータ最適化方法で用いられる半導体装置のROSCパターンにおいて負荷部が無い場合、及び、配線負荷パターンを有する場合のそれぞれのTpdの実測値及びシミュレーション値を模式的に示したグラフである。FIG. 6 schematically shows measured values and simulation values of Tpd when there is no load portion in the ROSC pattern of the semiconductor device used in the parameter optimization method according to the first embodiment of the present invention and when there is a wiring load pattern. It is a graph. 本発明の実施例1に係るパラメータ最適化方法で用いられる半導体装置のROSCパターンにおいてゲート負荷パターンを有する場合の条件1でのTpdの実測値及びシミュレーション値(最適化前と後)のゲート負荷本数依存性を模式的に示したグラフである。Number of gate loads of measured and simulated values (before and after optimization) of Tpd under condition 1 when the ROSC pattern of the semiconductor device used in the parameter optimization method according to the first embodiment of the present invention has a gate load pattern It is the graph which showed the dependence typically. 本発明の実施例1に係るパラメータ最適化方法で用いられる半導体装置のROSCパターンにおいてゲート負荷パターンを有する場合の条件2でのTpdの実測値及びシミュレーション値(最適化前と後)のゲート負荷本数依存性を模式的に示したグラフである。Number of gate loads of measured and simulated values (before and after optimization) of Tpd under condition 2 when the ROSC pattern of the semiconductor device used in the parameter optimization method according to the first embodiment of the present invention has a gate load pattern It is the graph which showed the dependence typically. 本発明の実施例1に係るパラメータ最適化方法で用いられる半導体装置のROSCパターンにおいて拡散層負荷パターン(STI構成)を有する場合のTpdの実測値及びシミュレーション値(最適化前と後)のSTI周囲長依存性を模式的に示したグラフである。STI surroundings of measured values and simulation values (before and after optimization) of Tpd when the ROSC pattern of the semiconductor device used in the parameter optimization method according to the first embodiment of the present invention has a diffusion layer load pattern (STI configuration) It is the graph which showed long dependence typically. 本発明の実施例1に係るパラメータ最適化方法で用いられる半導体装置のROSCパターンにおいて拡散層負荷パターン(STI構成)と配線負荷パターンとのTpdとの関係を模式的に示したグラフである。It is the graph which showed typically the relationship between the diffusion layer load pattern (STI structure) and Tpd of a wiring load pattern in the ROSC pattern of the semiconductor device used with the parameter optimization method concerning Example 1 of the present invention. 本発明の実施例1に係るパラメータ最適化方法で用いられる半導体装置のROSCパターンにおいて拡散層負荷パターン(ゲート構成)を有する場合のTpdの実測値及びシミュレーション値(最適化前と後)のゲート周囲長依存性を模式的に示したグラフである。Gate circumference of measured value and simulation value (before and after optimization) of Tpd when ROSC pattern of semiconductor device used in parameter optimization method according to embodiment 1 of the present invention has a diffusion layer load pattern (gate configuration) It is the graph which showed long dependence typically. 本発明の実施例1に係るパラメータ最適化方法で用いられる半導体装置のROSCパターンにおいて拡散層負荷パターン(ゲート構成)と配線負荷パターンとのTpdとの関係を模式的に示したグラフである。It is the graph which showed typically the relationship between the diffusion layer load pattern (gate structure) and Tpd of a wiring load pattern in the ROSC pattern of the semiconductor device used with the parameter optimization method concerning Example 1 of the present invention.

本発明の実施形態1に係る半導体装置では、MOSトランジスタから構成されたプリミティブゲート回路(図2の11a)を奇数段でリング状に結合した第1リングオシレータ部(図2の11)の各前記プリミティブゲート回路の出力部と電気的に接続された第1配線(図3の35〜38)を有する配線負荷パターン(図3参照)と、前記第1リングオシレータ部と同様な構成の第2リングオシレータ部(図2の11)の各プリミティブゲート回路(図2の11a)の出力部が前記第1配線と同様な構成の第2配線(図4、図5の35〜38)を介して負荷部(図4、図5の12)となるMOSトランジスタのゲート(図4、図5の40)に電気的に接続された複数のゲート負荷パターン(図4、図5参照)と、前記第1リングオシレータ部と同様な構成の第3リングオシレータ部(図2の11)の各プリミティブゲート回路(図2の11a)の出力部が前記第1配線と同様な構成の第3配線(図6〜図11の35〜38)を介して負荷部となる拡散層(図6〜図11の50又は52若しくは53)に電気的に接続された複数の拡散層負荷パターン(図6〜図11参照)と、を備え、前記複数のゲート負荷パターンは、パターンごとに容量負荷が異なり、前記複数の拡散層負荷パターンは、パターンごとに容量負荷が異なる。   In the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, each of the first ring oscillator units (11 in FIG. 2) in which a primitive gate circuit (11a in FIG. 2) composed of MOS transistors is coupled in an odd-numbered stage in a ring shape. A wiring load pattern (see FIG. 3) having a first wiring (35 to 38 in FIG. 3) electrically connected to the output section of the primitive gate circuit, and a second ring having the same configuration as the first ring oscillator section The output section of each primitive gate circuit (11a in FIG. 2) of the oscillator section (11 in FIG. 2) is loaded via a second wiring (35 to 38 in FIGS. 4 and 5) having the same configuration as the first wiring. A plurality of gate load patterns (see FIGS. 4 and 5) electrically connected to the gate (40 in FIGS. 4 and 5) of the MOS transistor to be a portion (12 in FIGS. 4 and 5), and the first Ring oscillator section The third ring oscillator (11 in FIG. 2) of the same configuration has a third wiring (35 in FIGS. 6 to 11) in which the output section of each primitive gate circuit (11a in FIG. 2) has the same configuration as the first wiring. A plurality of diffusion layer load patterns (see FIGS. 6 to 11) electrically connected to the diffusion layer (50 or 52 or 53 in FIGS. The plurality of gate load patterns have different capacitive loads for each pattern, and the plurality of diffusion layer load patterns have different capacitive loads for each pattern.

本発明の前記半導体装置においては、前記複数のゲート負荷パターンは、パターンごとに前記第2配線に電気的に接続される前記ゲートの個数が異なることが好ましい。   In the semiconductor device according to the aspect of the invention, it is preferable that the plurality of gate load patterns have different numbers of gates electrically connected to the second wiring for each pattern.

本発明の前記半導体装置においては、前記ゲート負荷パターンは、前記負荷部となる前記MOSトランジスタのソース、ドレイン及び基板のそれぞれの端子に任意の電位を印加することができるように構成されていることが好ましい。   In the semiconductor device of the present invention, the gate load pattern is configured such that an arbitrary potential can be applied to the source, drain, and substrate terminals of the MOS transistor serving as the load section. Is preferred.

本発明の前記半導体装置においては、前記複数の拡散層負荷パターンは、互いに前記第3配線に電気的に接続される前記拡散層の個数が異なることが好ましい。   In the semiconductor device of the present invention, it is preferable that the plurality of diffusion layer load patterns have different numbers of diffusion layers electrically connected to the third wiring.

本発明の前記半導体装置においては、前記複数の拡散層負荷パターンは、前記負荷部となる前記拡散層の周囲の領域にSTIが配されているSTI構成と、前記負荷部となる前記拡散層の周囲の領域にゲートが配されているゲート構成と、を有することが好ましい。   In the semiconductor device of the present invention, the plurality of diffusion layer load patterns include an STI configuration in which an STI is arranged in a region around the diffusion layer serving as the load portion, and the diffusion layer serving as the load portion. And a gate structure in which a gate is arranged in a surrounding region.

本発明の前記半導体装置においては、前記複数の拡散層負荷パターンにおける前記負荷部の基板の電位は、前記第3リングオシレータ部の基板電位と同じ電位であり、
前記複数の拡散層負荷パターンにおける前記ゲート構成の前記ゲートは、任意の電位を印加することができるように構成されていることが好ましい。
In the semiconductor device of the present invention, the substrate potential of the load portion in the plurality of diffusion layer load patterns is the same potential as the substrate potential of the third ring oscillator portion,
It is preferable that the gate of the gate configuration in the plurality of diffusion layer load patterns is configured to be able to apply an arbitrary potential.

本発明の実施形態2に係るパラメータ最適化方法では、前記半導体装置と、前記半導体装置に電気的に接続された測定装置と、前記測定装置と電気的に接続されるとともに回路シミュレーションプログラムを実行するコンピュータと、を用いて前記回路シミュレーションプログラムにおけるMOSトランジスタのモデルのパラメータを最適化するパラメータ最適化方法であって、前記ゲート負荷パターン又は前記拡散層負荷パターンの伝播遅延時間を実測及びシミュレーションする工程(図12のステップA2)と、前記伝播遅延時間の負荷依存性の実測値及びシミュレーション値の傾きを計算する工程(図12のステップA3、A5、A7、A9)と、前記実測値及び前記シミュレーション値の傾きが一致しないときに、前記シミュレーション値の傾きを前記実測値の傾きに合わせるようにして、所定のパラメータを最適化する工程(図12のステップA4、A6、A8、A10)と、を含む。   In the parameter optimization method according to the second embodiment of the present invention, the semiconductor device, the measurement device electrically connected to the semiconductor device, and the circuit simulation program that is electrically connected to the measurement device are executed. A parameter optimization method for optimizing a parameter of a MOS transistor model in the circuit simulation program using a computer, and measuring and simulating a propagation delay time of the gate load pattern or the diffusion layer load pattern ( Step A2) in FIG. 12, a step of calculating an inclination of an actual measurement value and a simulation value of the load dependency of the propagation delay time (Steps A3, A5, A7, A9 in FIG. 12), the actual measurement value and the simulation value. When the slopes of the Including the inclination of the emission values with aligning the inclination of the measured value, the step of optimizing the predetermined parameter (step A4, A6, A8, A10 in FIG. 12), the.

本発明の前記パラメータ最適化方法においては、前記伝播遅延時間を実測及びシミュレーションする工程では、前記ゲート負荷パターンの前記負荷部のゲート容量又はゲートオーバラップ容量による伝播遅延時間を実測及びシミュレーションすることが好ましい。   In the parameter optimization method of the present invention, in the step of measuring and simulating the propagation delay time, the propagation delay time due to the gate capacitance or gate overlap capacitance of the load portion of the gate load pattern may be measured and simulated. preferable.

本発明の前記パラメータ最適化方法において、前記傾きを計算する工程では、前記ゲート負荷パターンに係る前記伝播遅延時間のゲート個数依存性の実測値及びシミュレーション値の傾きを計算することが好ましい。   In the parameter optimization method of the present invention, in the step of calculating the inclination, it is preferable to calculate an inclination of an actual measurement value and a simulation value of gate number dependency of the propagation delay time related to the gate load pattern.

本発明の前記パラメータ最適化方法においては、前記傾きを計算する工程では、前記拡散層負荷パターンに係る前記伝播遅延時間の前記拡散層がSTIと接するSTI周囲長、又は、前記拡散層が前記ゲートと隣接するゲート周囲長の依存性の実測値及びシミュレーション値の傾きを計算することが好ましい。   In the parameter optimization method of the present invention, in the step of calculating the slope, the STI perimeter of the diffusion delay time related to the diffusion layer load pattern where the diffusion layer is in contact with the STI, or the diffusion layer is the gate. It is preferable to calculate the measured value and the slope of the simulation value of the dependency of the gate perimeter length adjacent to.

本発明の前記パラメータ最適化方法においては、前記STI周囲長又は前記ゲート周囲長が0のときの伝播遅延時間と、前記配線負荷パターンの伝播遅延時間との実測値とシミュレーション値の差分が一致しないときに、前記シミュレーション値の差分を前記実測値の差分に一致させるようにようにして、他の所定のパラメータを最適化する工程を含むことが好ましい。   In the parameter optimization method of the present invention, the difference between the measured value and the simulation value of the propagation delay time when the STI peripheral length or the gate peripheral length is 0 and the propagation delay time of the wiring load pattern does not match. Sometimes, it is preferable to include a step of optimizing other predetermined parameters such that the difference between the simulation values matches the difference between the actual measurement values.

本発明の実施形態3に係るプログラムでは、前記半導体装置と、前記半導体装置に電気的に接続された測定装置と、前記測定装置と電気的に接続されるとともに回路シミュレーションプログラムを実行するコンピュータと、を用いて前記回路シミュレーションプログラムにおけるMOSトランジスタのモデルのパラメータを最適化するプログラムであって、前記ゲート負荷パターン又は前記拡散層負荷パターンの伝播遅延時間を実測及びシミュレーションするステップと、前記伝播遅延時間の負荷依存性の実測値及びシミュレーション値の傾きを計算するステップと、前記実測値及び前記シミュレーション値の傾きが一致しないときに、前記シミュレーション値の傾きを前記実測値の傾きに合わせるようにして、所定のパラメータを最適化するステップと、を実行させる。   In the program according to the third embodiment of the present invention, the semiconductor device, a measurement device electrically connected to the semiconductor device, a computer electrically connected to the measurement device and executing a circuit simulation program, A circuit simulation program for optimizing the parameters of the MOS transistor model, the step of actually measuring and simulating the propagation delay time of the gate load pattern or the diffusion layer load pattern, and the propagation delay time The step of calculating the slope of the actual measurement value and the simulation value of the load dependency and the slope of the simulation value are matched with the slope of the actual measurement value when the slope of the actual measurement value and the simulation value does not match. Optimize parameters of And step, to the execution.

なお、本出願において図面参照符号を付している場合は、それらは、専ら理解を助けるためのものであり、図示の態様に限定することを意図するものではない。   Note that, in the present application, where reference numerals are attached to the drawings, these are only for the purpose of helping understanding, and are not intended to be limited to the illustrated embodiments.

本発明の実施例1に係るパラメータ最適化方法で用いられる半導体装置について図面を用いて説明する。図1は、本発明の実施例1に係るパラメータ最適化方法で用いられる半導体装置における基本構成となる負荷部が無いROSCパターンの構成を模式的に示した(A)回路図、(B)インバータの平面図である。図2は、本発明の実施例1に係るパラメータ最適化方法で用いられる半導体装置における基本構成となる負荷部があるROSCパターンの構成を模式的に示した(A)回路図、(B)インバータの平面図である。図3は、本発明の実施例1に係るパラメータ最適化方法で用いられる半導体装置のROSCパターンにおける配線負荷パターンの構成を模式的に示した部分平面図である。図4は、本発明の実施例1に係るパラメータ最適化方法で用いられる半導体装置のROSCパターンにおけるゲート負荷パターン(負荷本数1本)の構成を模式的に示した部分平面図である。図5は、本発明の実施例1に係るパラメータ最適化方法で用いられる半導体装置のROSCパターンにおけるゲート負荷パターン(負荷本数3本)の構成を模式的に示した部分平面図である。図6は、本発明の実施例1に係るパラメータ最適化方法で用いられる半導体装置のROSCパターンにおける拡散層負荷パターン(STI構成;パターン1)の構成を模式的に示した部分平面図である。図7は、本発明の実施例1に係るパラメータ最適化方法で用いられる半導体装置のROSCパターンにおける拡散層負荷パターン(STI構成;パターン2)の構成を模式的に示した部分平面図である。図8は、本発明の実施例1に係るパラメータ最適化方法で用いられる半導体装置のROSCパターンにおける拡散層負荷パターン(STI構成;パターン3)の構成を模式的に示した部分平面図である。図9は、本発明の実施例1に係るパラメータ最適化方法で用いられる半導体装置のROSCパターンにおける拡散層負荷パターン(ゲート構成;パターン1)の構成を模式的に示した部分平面図である。図10は、本発明の実施例1に係るパラメータ最適化方法で用いられる半導体装置のROSCパターンにおける拡散層負荷パターン(ゲート構成;パターン2)の構成を模式的に示した部分平面図である。図11は、本発明の実施例1に係るパラメータ最適化方法で用いられる半導体装置のROSCパターンにおける拡散層負荷パターン(ゲート構成;パターン3)の構成を模式的に示した部分平面図である。   A semiconductor device used in the parameter optimization method according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1A is a circuit diagram schematically illustrating a configuration of a ROSC pattern having no load portion as a basic configuration in a semiconductor device used in a parameter optimization method according to a first embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 2A is a circuit diagram schematically showing a configuration of a ROSC pattern having a load portion as a basic configuration in the semiconductor device used in the parameter optimization method according to the first embodiment of the present invention, and FIG. FIG. FIG. 3 is a partial plan view schematically showing the configuration of the wiring load pattern in the ROSC pattern of the semiconductor device used in the parameter optimization method according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a partial plan view schematically showing the configuration of the gate load pattern (the number of loads) in the ROSC pattern of the semiconductor device used in the parameter optimization method according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 is a partial plan view schematically showing the configuration of the gate load pattern (number of loads 3) in the ROSC pattern of the semiconductor device used in the parameter optimization method according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 6 is a partial plan view schematically showing the configuration of the diffusion layer load pattern (STI configuration; pattern 1) in the ROSC pattern of the semiconductor device used in the parameter optimization method according to the first embodiment of the present invention. FIG. 7 is a partial plan view schematically showing the configuration of the diffusion layer load pattern (STI configuration; pattern 2) in the ROSC pattern of the semiconductor device used in the parameter optimization method according to the first embodiment of the present invention. FIG. 8 is a partial plan view schematically showing the configuration of the diffusion layer load pattern (STI configuration; pattern 3) in the ROSC pattern of the semiconductor device used in the parameter optimization method according to the first embodiment of the present invention. FIG. 9 is a partial plan view schematically showing the configuration of the diffusion layer load pattern (gate configuration; pattern 1) in the ROSC pattern of the semiconductor device used in the parameter optimization method according to the first embodiment of the present invention. FIG. 10 is a partial plan view schematically showing the configuration of the diffusion layer load pattern (gate configuration; pattern 2) in the ROSC pattern of the semiconductor device used in the parameter optimization method according to the first embodiment of the present invention. FIG. 11 is a partial plan view schematically showing the configuration of the diffusion layer load pattern (gate configuration; pattern 3) in the ROSC pattern of the semiconductor device used in the parameter optimization method according to the first embodiment of the present invention.

パラメータ最適化方法は、回路シミュレーションプログラムにおけるMOSトランジスタのモデルのパラメータを最適化する方法である。パラメータ最適化方法は、半導体装置に電気的に接続された測定装置(例えば、LCRメータ等)を用いて伝達遅延時間(Tpd)を測定し、半導体装置におけるMOSトランジスタ部と同じモデルについて回路シミュレーションプログラム(例えば、SPICE等)を実行するコンピュータを用いてTpdをシミュレーションすることによって、当該コンピュータにて、Tpdの整合検証を行い、整合していなければ回路シミュレーションソフトにおけるMOSトランジスタのモデルのパラメータを最適化する。このようなパラメータ最適化方法を実施するために、以下のような半導体装置(モデル)が用いられる。   The parameter optimization method is a method for optimizing the parameters of the MOS transistor model in the circuit simulation program. In the parameter optimization method, a transmission delay time (Tpd) is measured using a measurement device (for example, an LCR meter) electrically connected to the semiconductor device, and a circuit simulation program is performed for the same model as the MOS transistor portion in the semiconductor device. By simulating Tpd using a computer that executes (for example, SPICE), Tpd matching verification is performed on the computer, and if it does not match, the parameters of the MOS transistor model in the circuit simulation software are optimized. To do. In order to carry out such a parameter optimization method, the following semiconductor device (model) is used.

半導体装置は、半導体集積回路の動作速度を評価するためのテスト回路として負荷部の無いリングオシレータ部11(ROSC部)のみからなるROSCパターン10Aを有する(図1(A)参照)。ROSCパターン10Aは、MOSトランジスタ(Nch型トランジスタ、Pch型トランジスタ)から構成されたインバータ11a(その他のNAND回路、NOR回路などのプリミティブゲート回路でも可)を多段(奇数段;通常は47段)でリング状に結合した構成となっている。インバータ11aは、電圧が入力されるVin配線28がコンタクト34を介してNch型トランジスタ及びPch型トランジスタの共通のゲート21と電気的に接続され、Nch型トランジスタではゲート21の両側にソース/ドレイン領域となる拡散層22、23が形成され、Pch型トランジスタではゲート21の両側にソース/ドレイン領域となる拡散層24、25が形成され、拡散層22がコンタクト30を介してGND配線26に電気的に接続され、拡散層24がコンタクト32を介してVdd配線27に電気的に接続され、拡散層23、25がそれぞれコンタクト31、33を介して共通のVout配線29に電気的に接続されている(図1(B)参照)。   The semiconductor device has a ROSC pattern 10A including only a ring oscillator unit 11 (ROSC unit) without a load unit as a test circuit for evaluating the operation speed of the semiconductor integrated circuit (see FIG. 1A). The ROSC pattern 10A has a multi-stage (odd stage; usually 47 stages) inverter 11a composed of MOS transistors (Nch type transistors, Pch type transistors) (or other primitive gate circuits such as NAND circuits and NOR circuits). It is configured to be connected in a ring shape. In the inverter 11a, a Vin wiring 28 to which a voltage is input is electrically connected to a common gate 21 of an Nch transistor and a Pch transistor via a contact 34. In the Nch transistor, a source / drain region is formed on both sides of the gate 21. Diffusion layers 22 and 23 to be formed are formed. In the Pch transistor, diffusion layers 24 and 25 to be source / drain regions are formed on both sides of the gate 21, and the diffusion layer 22 is electrically connected to the GND wiring 26 through the contact 30. The diffusion layer 24 is electrically connected to the Vdd wiring 27 through the contact 32, and the diffusion layers 23 and 25 are electrically connected to the common Vout wiring 29 through the contacts 31 and 33, respectively. (See FIG. 1B).

また、半導体装置は、ROSCパターン10Aとは別に、ROSCパターン10AにおけるDC特性の合わせ込みを行うためのモデルとして、リングオシレータ部11に負荷部12を接続したROSCパターン10Bを有する(図2(A)参照)。ROSCパターン10Bは、図1(A)のROSCパターン10AのROSC部11と同様な構成のROSC部11を有し、ROSC部11におけるか各インバータ11aのVout配線29がコンタクト36を介して配線35に電気的にされ(図2(B)参照)、配線35が負荷部12における負荷容量12aの一端に電気的に接続され、負荷容量12aの他端がGNDに電気的に接続されている。負荷容量12aには、複数のモデルがあり、配線負荷パターン(図3参照)と、ゲート負荷パターン(図4、図5参照)と、拡散層負荷パターン(図6〜図11参照)と、がある。   In addition to the ROSC pattern 10A, the semiconductor device has a ROSC pattern 10B in which the load unit 12 is connected to the ring oscillator unit 11 as a model for adjusting DC characteristics in the ROSC pattern 10A (FIG. 2A). )reference). The ROSC pattern 10B includes the ROSC unit 11 having the same configuration as the ROSC unit 11 of the ROSC pattern 10A of FIG. 1A. The Vout wiring 29 of each inverter 11a in the ROSC unit 11 is connected to the wiring 35 via the contact 36. (See FIG. 2B), the wiring 35 is electrically connected to one end of the load capacitor 12a in the load section 12, and the other end of the load capacitor 12a is electrically connected to GND. There are a plurality of models for the load capacitance 12a, and there are a wiring load pattern (see FIG. 3), a gate load pattern (see FIGS. 4 and 5), and a diffusion layer load pattern (see FIGS. 6 to 11). is there.

図3の配線負荷パターンは、ゲート負荷パターン(図4、図5参照)及び拡散層負荷パターン(図6〜図11参照)での配線容量による誤差を排除するためのものであり、ゲート負荷パターン及び拡散層負荷パターンの配線部分(配線35、コンタクト38、配線37)と同じ構成となっている。配線負荷パターンでは、各インバータ11aのVout配線29から負荷部(図2(A)の12)に引き出された配線35がコンタクト38を介して配線37と電気的に接続された構成となっている。配線負荷パターンは、ゲート負荷パターン及び拡散層負荷パターンの容量負荷パターンのフレームワークとなっており、配線37にコンタクトを介してゲート又は拡散層に接続するのみで、ゲート負荷パターン及び拡散層負荷パターンとすることができるという特徴がある。なお、配線容量は、一般的に、LPE(Layout Parameter Extraction)を使用することで抽出できるが、図3の配線負荷パターンでは、ウェハごとの太り、細り量をTpdとして計測できる。   The wiring load pattern in FIG. 3 is for eliminating errors due to wiring capacitance in the gate load pattern (see FIGS. 4 and 5) and the diffusion layer load pattern (see FIGS. 6 to 11). In addition, it has the same configuration as the wiring portion (wiring 35, contact 38, wiring 37) of the diffusion layer load pattern. In the wiring load pattern, the wiring 35 drawn from the Vout wiring 29 of each inverter 11a to the load portion (12 in FIG. 2A) is electrically connected to the wiring 37 via the contact 38. . The wiring load pattern is a framework of the capacitive load pattern of the gate load pattern and the diffusion layer load pattern. The gate load pattern and the diffusion layer load pattern are simply connected to the gate or the diffusion layer through the contact to the wiring 37. There is a feature that can be. In general, the wiring capacity can be extracted by using LPE (Layout Parameter Extraction). However, in the wiring load pattern of FIG. 3, the thickness and thinning amount for each wafer can be measured as Tpd.

図4、図5のゲート負荷パターンは、負荷部12の配線37とMOSトランジスタのゲート40とがコンタクト41を介して接続された負荷本数を変更したパターン(図4では1本、図5では3本)となっている。ゲート負荷パターンでは、ゲート40の両側に拡散層42が配されたMOSトランジスタがゲート長方向に並んで配されており、所定のゲート40がコンタクト41を介して配線37に電気的に接続されており、各拡散層42がコンタクト44を介して配線43に電気的に接続されている。MOSトランジスタは、NMOSまたは、PMOSのどちらか一方である。配線43のうちソースに係る拡散層42と電気的に接続されている配線43は、ソース端子46に電気的に接続されている。配線43のうちドレインに係る拡散層42と電気的に接続されている配線43は、ドレイン端子47に電気的に接続されている。MOSトランジスタの基板は、基板端子48(ボディ端子)と電気的に接続されている。ソース端子46、ドレイン端子47、基板端子48は、それぞれ任意の電位が与えられるように、回路上、独立した端子となっている。   4 and 5 is a pattern in which the number of loads in which the wiring 37 of the load section 12 and the gate 40 of the MOS transistor are connected via a contact 41 is changed (one in FIG. 4 and three in FIG. 5). Book). In the gate load pattern, MOS transistors having diffusion layers 42 arranged on both sides of the gate 40 are arranged side by side in the gate length direction, and the predetermined gate 40 is electrically connected to the wiring 37 through the contact 41. Each diffusion layer 42 is electrically connected to the wiring 43 through a contact 44. The MOS transistor is either NMOS or PMOS. The wiring 43 that is electrically connected to the diffusion layer 42 related to the source among the wiring 43 is electrically connected to the source terminal 46. Of the wiring 43, the wiring 43 that is electrically connected to the diffusion layer 42 relating to the drain is electrically connected to the drain terminal 47. The substrate of the MOS transistor is electrically connected to the substrate terminal 48 (body terminal). The source terminal 46, the drain terminal 47, and the substrate terminal 48 are independent terminals in the circuit so that arbitrary potentials can be applied thereto.

図6〜図11の拡散層負荷パターン(ジャンクション容量負荷パターン)は、図6〜図8のSTI(Shallow Trench Isolation;素子分離)構成と、図9〜図11のゲート構成と、の2種類の構成がある。   The diffusion layer load patterns (junction capacitance load patterns) in FIGS. 6 to 11 are of two types, the STI (Shallow Trench Isolation) configuration in FIGS. 6 to 8 and the gate configuration in FIGS. There is a configuration.

図6〜図8のSTI構成の拡散層負荷パターンは、複数の拡散層50、52、53が並んでおり、各拡散層50、52、53がSTI(図示せず)に囲まれた構成となっており、各拡散層50、52、53がコンタクト51を介して配線37に電気的に接続されている。図6の各拡散層50は、1本のコンタクト51と接続されており、拡散層52よりも短い。図7の各拡散層52は、2本のコンタクト51と接続されており、拡散層50よりも長く、拡散層53よりも短い。図8の各拡散層53は、3本のコンタクト51と接続されており、拡散層52よりも長い。図6の拡散層50のトータルの拡散層面積は、図7の拡散層52のトータルの拡散層面積、及び、図8の拡散層53のトータルの拡散層面積と一致するように設定されている。図6〜図8のSTI構成の拡散層負荷パターンは、STIと接する拡散層の周囲の長さとなるSTI周囲長を変更したパターンとなっている。STI構成の拡散層負荷パターンにおける基板電位は、ROSC部(図2(A)の11)の基板電位と同電位であり、基板がN+拡散層で形成された場合には、基板電位はGNDとなり、基板がP+拡散層で形成された場合には、基板電位はVddとなる。   The diffusion layer load pattern of the STI configuration of FIGS. 6 to 8 includes a configuration in which a plurality of diffusion layers 50, 52, 53 are arranged, and each diffusion layer 50, 52, 53 is surrounded by STI (not shown). Each diffusion layer 50, 52, 53 is electrically connected to the wiring 37 via the contact 51. Each diffusion layer 50 in FIG. 6 is connected to one contact 51 and is shorter than the diffusion layer 52. Each diffusion layer 52 in FIG. 7 is connected to two contacts 51 and is longer than the diffusion layer 50 and shorter than the diffusion layer 53. Each diffusion layer 53 in FIG. 8 is connected to three contacts 51 and is longer than the diffusion layer 52. The total diffusion layer area of the diffusion layer 50 in FIG. 6 is set to coincide with the total diffusion layer area of the diffusion layer 52 in FIG. 7 and the total diffusion layer area of the diffusion layer 53 in FIG. . The diffusion layer load patterns of the STI configuration in FIGS. 6 to 8 are patterns in which the STI peripheral length that is the peripheral length of the diffusion layer in contact with the STI is changed. The substrate potential in the STI-structured diffusion layer load pattern is the same as the substrate potential of the ROSC section (11 in FIG. 2A). When the substrate is formed of an N + diffusion layer, the substrate potential is GND. When the substrate is formed of a P + diffusion layer, the substrate potential is Vdd.

図9〜図11のゲート構成の拡散層負荷パターンは、複数の拡散層50、52、53が並んでおり、各拡散層50、52、53がゲート55に囲まれた構成となっており、各拡散層50、52、53がコンタクト51を介して配線37に電気的に接続されている。なお、図9〜図11の拡散層50、52、53は、図6〜図8の拡散層50、52、53の構成と同様である。図9の各拡散層50は、1本のコンタクト51と接続されており、拡散層52よりも短い。図10の各拡散層52は、2本のコンタクト51と接続されており、拡散層50よりも長く、拡散層53よりも短い。図11の各拡散層53は、3本のコンタクト51と接続されており、拡散層52よりも長い。図9の拡散層50のトータルの拡散層面積は、図10の拡散層52のトータルの拡散層面積、及び、図11の拡散層53のトータルの拡散層面積と一致するように設定されている。図9〜図11のゲート構成の拡散層負荷パターンは、ゲート55と隣接する拡散層の周囲の長さとなるゲート周囲長を変更したパターンとなっている。ゲート構成の拡散層負荷パターンにおける基板電位は、ROSC部(図2(A)の11)の基板電位と同電位であり、基板がN+拡散層で形成された場合には、基板電位はGNDとなり、基板がP+拡散層で形成された場合には、基板電位は、Vddとなる。負荷部(図2(A)の12)の拡散層50、52、53と電気的に接続されるゲート端子(図示せず)は、任意の電位を与えられるように独立した端子となっている。   The diffusion layer load pattern of the gate configuration in FIGS. 9 to 11 has a configuration in which a plurality of diffusion layers 50, 52, 53 are arranged, and each diffusion layer 50, 52, 53 is surrounded by a gate 55, Each diffusion layer 50, 52, 53 is electrically connected to the wiring 37 via the contact 51. The diffusion layers 50, 52, and 53 in FIGS. 9 to 11 are the same as the configurations of the diffusion layers 50, 52, and 53 in FIGS. Each diffusion layer 50 in FIG. 9 is connected to one contact 51 and is shorter than the diffusion layer 52. Each diffusion layer 52 in FIG. 10 is connected to two contacts 51 and is longer than the diffusion layer 50 and shorter than the diffusion layer 53. Each diffusion layer 53 in FIG. 11 is connected to three contacts 51 and is longer than the diffusion layer 52. The total diffusion layer area of the diffusion layer 50 in FIG. 9 is set to coincide with the total diffusion layer area of the diffusion layer 52 in FIG. 10 and the total diffusion layer area of the diffusion layer 53 in FIG. . 9 to 11 is a pattern in which the gate peripheral length, which is the peripheral length of the diffusion layer adjacent to the gate 55, is changed. The substrate potential in the gated diffusion layer load pattern is the same as the substrate potential of the ROSC section (11 in FIG. 2A). When the substrate is formed of an N + diffusion layer, the substrate potential is GND. When the substrate is formed of a P + diffusion layer, the substrate potential is Vdd. A gate terminal (not shown) electrically connected to the diffusion layers 50, 52, 53 of the load portion (12 in FIG. 2A) is an independent terminal so that an arbitrary potential can be applied. .

次に、本発明の実施例1に係るパラメータ最適化方法について図面を用いて説明する。図12は、本発明の実施例1に係るパラメータ最適化方法を模式的に示したフローチャートである。図13は、本発明の実施例1に係るパラメータ最適化方法で用いられる半導体装置のROSCパターンにおいて負荷部が無い場合、及び、配線負荷パターンを有する場合のそれぞれの場合のTpdの実測値及びシミュレーション値を模式的に示したグラフである。図14は、本発明の実施例1に係るパラメータ最適化方法で用いられる半導体装置のROSCパターンにおいてゲート負荷パターンを有する場合の条件1でのTpdの実測値及びシミュレーション値(最適化前と後)のゲート負荷本数依存性を模式的に示したグラフである。図15は、本発明の実施例1に係るパラメータ最適化方法で用いられる半導体装置のROSCパターンにおいてゲート負荷パターンを有する場合の条件2でのTpdの実測値及びシミュレーション値(最適化前と後)のゲート負荷本数依存性を模式的に示したグラフである。図16は、本発明の実施例1に係るパラメータ最適化方法で用いられる半導体装置のROSCパターンにおいて拡散層負荷パターン(STI構成)を有する場合のTpdの実測値及びシミュレーション値(最適化前と後)のSTI周囲長依存性を模式的に示したグラフである。図17は、本発明の実施例1に係るパラメータ最適化方法で用いられる半導体装置のROSCパターンにおいて拡散層負荷パターン(STI構成)と配線負荷パターンとのTpdとの関係を模式的に示したグラフである。図18は、本発明の実施例1に係るパラメータ最適化方法で用いられる半導体装置のROSCパターンにおいて拡散層負荷パターン(ゲート構成)を有する場合のTpdの実測値及びシミュレーション値(最適化前と後)のゲート周囲長依存性を模式的に示したグラフである。図19は、本発明の実施例1に係るパラメータ最適化方法で用いられる半導体装置のROSCパターンにおいて拡散層負荷パターン(ゲート構成)と配線負荷パターンとのTpdとの関係を模式的に示したグラフである。   Next, a parameter optimization method according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 12 is a flowchart schematically showing the parameter optimization method according to the first embodiment of the present invention. FIG. 13 shows measured values and simulations of Tpd when there is no load portion in the ROSC pattern of the semiconductor device used in the parameter optimization method according to the first embodiment of the invention and when there is a wiring load pattern. It is the graph which showed the value typically. FIG. 14 shows measured values and simulation values of Tpd under condition 1 when the ROSC pattern of the semiconductor device used in the parameter optimization method according to the first embodiment of the present invention has a gate load pattern (before and after optimization). It is the graph which showed typically the gate load number dependence. FIG. 15 shows measured values and simulation values of Tpd under condition 2 when the gate load pattern is included in the ROSC pattern of the semiconductor device used in the parameter optimization method according to the first embodiment of the present invention (before and after optimization). It is the graph which showed typically the gate load number dependence. FIG. 16 shows measured values and simulation values (before and after optimization) of the Tpd when the ROSC pattern of the semiconductor device used in the parameter optimization method according to the first embodiment of the present invention has a diffusion layer load pattern (STI configuration). Is a graph schematically showing the dependency of STI on the STI circumference. FIG. 17 is a graph schematically showing the relationship between the diffusion layer load pattern (STI configuration) and the wiring load pattern Tpd in the ROSC pattern of the semiconductor device used in the parameter optimization method according to the first embodiment of the present invention. It is. FIG. 18 shows measured values and simulation values (before and after optimization) of the Tpd when the ROSC pattern of the semiconductor device used in the parameter optimization method according to the first embodiment of the present invention has a diffusion layer load pattern (gate configuration). ) Is a graph schematically showing the dependency on the gate circumference. FIG. 19 is a graph schematically showing the relationship between the diffusion layer load pattern (gate configuration) and the wiring load pattern Tpd in the ROSC pattern of the semiconductor device used in the parameter optimization method according to the first embodiment of the present invention. It is.

まず、DC特性の最適化フローとして、ROSCパターン(図1(A)参照)のDC特性を再現するモデルを用意する(図12のステップA1)。ここでは、ROSCパターン(図1(A)の10A)における1つのNMOS、PMOSのそれぞれの端子を抜き出したパターンよりDC特性を測定し、DCパラメータの最適化を行う。具体的には、ドレイン電流Idとゲート電圧VgとのIdVg特性、ドレイン電流Idとドレイン電圧VdとのIdVd特性などの基本特性を測定し、モデルパラメータに反映させる。   First, as a DC characteristic optimization flow, a model that reproduces the DC characteristic of the ROSC pattern (see FIG. 1A) is prepared (step A1 in FIG. 12). Here, DC characteristics are measured from a pattern obtained by extracting each terminal of one NMOS and PMOS in the ROSC pattern (10A in FIG. 1A), and the DC parameters are optimized. Specifically, basic characteristics such as an IdVg characteristic between the drain current Id and the gate voltage Vg and an IdVd characteristic between the drain current Id and the drain voltage Vd are measured and reflected in the model parameters.

次に、各バイアス条件でのROSCパターン(図1(A)、図2(A)、図3〜図11参照)の伝播遅延時間(Tpd)を測定(実測、シミュレーション)する(図12のステップA2)。なお、シミュレーションでは、DC測定結果を再現するようにパラメータを調整したモデルを用いる。   Next, the propagation delay time (Tpd) of the ROSC pattern (see FIGS. 1A, 2A, and 3 to 11) under each bias condition is measured (actual measurement, simulation) (step of FIG. 12). A2). In the simulation, a model in which parameters are adjusted so as to reproduce the DC measurement result is used.

ここで、負荷部の無いROSCパターン(図1(A)参照)、配線負荷パターン(図3参照)、及び、拡散層負荷パターンのSTI構成パターン(図6〜図8参照)では、基板がN+拡散層で形成された場合には、基板電位をGNDに固定し、基板がP+拡散層で形成された場合には、基板電位をVddに固定して、Tpdの測定を行う。   Here, in the ROSC pattern without load portion (see FIG. 1A), the wiring load pattern (see FIG. 3), and the STI configuration pattern of the diffusion layer load pattern (see FIGS. 6 to 8), the substrate is N +. When the substrate is formed of a diffusion layer, the substrate potential is fixed to GND. When the substrate is formed of a P + diffusion layer, the substrate potential is fixed to Vdd and Tpd is measured.

また、ゲート負荷パターン(図4、図5参照)は、負荷部12のトランジスタの各端子が、任意に変更できるパターンであるので、ゲート容量捕捉することを目的とした評価の場合、負荷部12のトランジスタのソース端子46、ドレイン端子47、基板端子48を−Vdd(もしくは、チャネルが形成された状態のバイアス条件)にて固定して、Tpdの測定を行う(条件1)。一方、ゲートオーバラップ容量を捕捉する評価を目的とした場合、ソース端子46、ドレイン端子47をVdd、基板端子48をGND(もしくは、チャネルが形成されないバイアス条件)に固定して、Tpdの測定を行う(条件2)。   Further, since the gate load pattern (see FIGS. 4 and 5) is a pattern in which each terminal of the transistor of the load unit 12 can be arbitrarily changed, the load unit 12 is used in the evaluation for capturing the gate capacitance. The source terminal 46, the drain terminal 47, and the substrate terminal 48 of the transistor are fixed at −Vdd (or a bias condition in a state where a channel is formed), and Tpd is measured (condition 1). On the other hand, for the purpose of evaluating the gate overlap capacitance, the source terminal 46 and the drain terminal 47 are fixed to Vdd, and the substrate terminal 48 is fixed to GND (or a bias condition in which a channel is not formed), and Tpd is measured. Perform (Condition 2).

また、拡散層負荷パターン(ゲート構成)(図9〜図11参照)では、負荷部のゲート55に係るゲート電位をGND(もしくは、チャネルが形成されないバイアス条件)に固定して、Tpdの測定を行う。   In the diffusion layer load pattern (gate configuration) (see FIGS. 9 to 11), the gate potential related to the gate 55 of the load portion is fixed to GND (or a bias condition in which a channel is not formed), and Tpd is measured. Do.

次に、各ROSCパターン(図1(A)、図2(A)、図3〜図11参照)にて得られたTpdの実測値とシミュレーション値との誤差を計算し、誤差があれば回路シミュレーションプログラムにおけるMOSトランジスタのモデルのパラメータを最適化する(図12のステップA3〜ステップA10)。各パターンのTpdの実測値とシミュレーション値との誤差(Tpd誤差)は、[数式1]〜[数式5]の関係となる。   Next, the error between the measured value of Tpd obtained in each ROSC pattern (see FIGS. 1A, 2A, and 3 to 11) and the simulation value is calculated. The parameters of the MOS transistor model in the simulation program are optimized (Step A3 to Step A10 in FIG. 12). The error (Tpd error) between the measured value of Tpd and the simulation value of each pattern has a relationship of [Equation 1] to [Equation 5].

負荷無しのROSCパターン(図1(A)参照)のTpd誤差(ΔTpd_ring)は、[数式1]の関係となる。   The Tpd error (ΔTpd_ring) of the ROSC pattern without load (see FIG. 1A) has the relationship of [Equation 1].

[数式1]
ΔTpd_ring=Tpd_ring_meas−Tpd_ring_sim=ΔCGate+ΔCjtotal+ΔWire_ring
※Tpd_ring_meas:負荷無しのROSCパターンのTpdの測定値
Tpd_ring_sim:負荷無しのROSCパターンのTpdのシミュレーション値
ΔCGate=ΔCg+ΔCov
ΔCGate:負荷無しのROSCパターンのゲート負荷容量起因誤差
ΔCg:ゲート容量成分起因誤差
ΔCov:ゲートオーバラップ容量成分起因誤差
ΔCjtotal=ΔCj+ΔCjsw+ΔCjswg
ΔCjtotal:負荷無しのROSCパターンの拡散層負荷容量起因誤差
ΔCj:拡散層底面容量成分起因誤差
ΔCjsw:拡散層STI周囲長容量成分起因誤差
ΔCjswg:拡散層ゲート周囲長容量成分起因誤差
ΔWire_ring:負荷無しのROSCパターンの配線負荷起因誤差
[Formula 1]
ΔTpd_ring = Tpd_ring_meas−Tpd_ring_sim = ΔCGate + ΔCjtotal + ΔWire_ring
* Tpd_ring_meas: Tpd measurement value of ROSC pattern without load
Tpd_ring_sim: Simulation value of Tpd of ROSC pattern without load ΔCGate = ΔCg + ΔCov
ΔCGate: Error due to gate load capacitance of ROSC pattern without load ΔCg: Error due to gate capacitance component ΔCov: Error due to gate overlap capacitance component ΔCjtotal = ΔCj + ΔCjsw + ΔCjswg
ΔCjtotal: Error due to diffusion layer load capacitance of ROSC pattern without load ΔCj: Error due to capacitance component at the bottom of diffusion layer ΔCjsw: Error due to diffusion layer STI peripheral long capacitance component ΔCjswg: Error due to diffusion layer gate peripheral length capacitance component ΔWire_ring: No load Error due to wiring load of ROSC pattern

配線負荷パターン(図3参照)のTpd誤差(ΔTpd_wire_load)は、[数式2]の関係となる。   The Tpd error (ΔTpd_wire_load) of the wiring load pattern (see FIG. 3) has the relationship of [Formula 2].

[数式2]
ΔTpd_wire_load=Tpd_wire_load_meas−Tpd_wire_load_sim=ΔTpd_ring−ΔWire_load
※Tpd_wire_load_meas:配線負荷パターンのTpdの測定値
Tpd_wire_load_sim:配線負荷パターンのTpdのシミュレーション値
ΔTpd_ring:負荷無しのROSCパターンのTpd誤差
ΔWire_load:負荷部の配線負荷起因誤差
[Formula 2]
ΔTpd_wire_load = Tpd_wire_load_meas−Tpd_wire_load_sim = ΔTpd_ring−ΔWire_load
* Tpd_wire_load_meas: measured value of Tpd of wiring load pattern
Tpd_wire_load_sim: Tpd simulation value of wiring load pattern ΔTpd_ring: Tpd error of ROSC pattern without load ΔWire_load: Error of wiring load due to load

ゲート負荷パターン(図4、図5参照)のTpd誤差(ΔTpd_CGate_load)は、[数式3]の関係となる。   The Tpd error (ΔTpd_CGate_load) of the gate load pattern (see FIGS. 4 and 5) has the relationship of [Formula 3].

[数式3]
ΔTpd_CGate_load=Tpd_CGate_load_meas−Tpd_CGate_load_sim
=ΔTpd_wire_load+ΔCGate_load
※Tpd_CGate_load_meas:ゲート負荷パターンのTpdの測定値
Tpd_CGate_load_sim:ゲート負荷パターンのTpdのシミュレーション値
ΔTpd_wire_load:配線負荷パターンのTpd誤差
ΔCGate_load:ゲート負荷パターンのゲート負荷容量起因誤差
[Formula 3]
ΔTpd_CGate_load = Tpd_CGate_load_meas−Tpd_CGate_load_sim
= ΔTpd_wire_load + ΔCGate_load
* Tpd_CGate_load_meas: Tpd measurement value of gate load pattern
Tpd_CGate_load_sim: Tpd simulation value of the gate load pattern ΔTpd_wire_load: Tpd error of the wiring load pattern ΔCGate_load: Gate load capacitance-induced error of the gate load pattern

なお、ゲート負荷パターンのゲート負荷容量起因誤差(ΔCGate_load)が最適化されれば、負荷無しのROSCパターンのゲート負荷容量起因誤差(ΔCGate)も同時に誤差がなくなる。   If the gate load capacitance-induced error (ΔCGate_load) of the gate load pattern is optimized, the error of the gate load capacitance-induced error (ΔCGate) of the ROSC pattern without load is eliminated at the same time.

拡散層負荷パターン(STI構成)(図6〜図8参照)のTpd誤差(ΔTpd_CjSTI_load)は、[数式4]の関係となる。   The Tpd error (ΔTpd_CjSTI_load) of the diffusion layer load pattern (STI configuration) (see FIGS. 6 to 8) has the relationship of [Equation 4].

[数式4]
ΔTpd_CjSTI_load=Tpd_Cj_load_meas−Tpd_Cj_load_sim
=ΔTpd_wire_load+ΔCjsw_load+ΔCj_load
※Tpd_Cj_load_meas:拡散層負荷パターン(STI構成)のTpdの測定値
Tpd_Cj_load_sim:拡散層負荷パターン(STI構成)のTpdのシミュレーション値
ΔTpd_wire_load:配線負荷パターンのTpd誤差
ΔCjsw_load:拡散層負荷パターン(STI構成)の拡散層STI周囲長容量成分起因誤差
ΔCj_load:拡散層負荷パターン(STI構成)の拡散層底面容量成分起因誤差
[Formula 4]
ΔTpd_CjSTI_load = Tpd_Cj_load_meas−Tpd_Cj_load_sim
= ΔTpd_wire_load + ΔCjsw_load + ΔCj_load
* Tpd_Cj_load_meas: Tpd measurement of diffusion layer load pattern (STI configuration)
Tpd_Cj_load_sim: Simulation value of Tpd of diffusion layer load pattern (STI configuration) ΔTpd_wire_load: Tpd error of wiring load pattern ΔCjsw_load: Error due to diffusion layer STI peripheral length capacitance component of diffusion layer load pattern (STI configuration) ΔCj_load: Diffusion layer load pattern ( STI structure) Diffusion layer bottom surface capacitance component error

なお、拡散層負荷パターン(STI構成)の拡散層STI周囲長成分起因誤差(ΔCjsw_load)及び拡散層底面容量成分起因誤差(ΔCj_load)の誤差が最適化されれば、負荷無しのROSCパターンの拡散層STI周囲長容量成分起因誤差(ΔCjsw)及び拡散層底面容量成分起因誤差(ΔCj)も同時に誤差はなくなる。   If the error of the diffusion layer STI peripheral length component-derived error (ΔCjsw_load) and the diffusion layer bottom surface capacitance component-derived error (ΔCj_load) of the diffusion layer load pattern (STI configuration) is optimized, the diffusion layer of the ROSC pattern without load The STI peripheral long capacitance component error (ΔCjsw) and the diffusion layer bottom capacitance component error (ΔCj) are also eliminated.

拡散層負荷パターン(ゲート構成)(図9〜図11参照)のTpd誤差(ΔTpd_Cjate_load)は、[数式5]の関係となる。   The Tpd error (ΔTpd_Cjate_load) of the diffusion layer load pattern (gate configuration) (see FIGS. 9 to 11) has the relationship of [Equation 5].

[数式5]
ΔTpd_Cjate_load=Tpd_Cj_load_meas−Tpd_Cj_load_sim
=ΔTpd_wire_load+ΔCjswg_load+ΔCj_load+ΔCov_load
※Tpd_Cj_load_meas:拡散層負荷パターン(ゲート構成)のTpdの測定値
Tpd_Cj_load_sim:拡散層負荷パターン(ゲート構成)のTpdのシミュレーション値
ΔTpd_wire_load:配線負荷パターンのTpd誤差
ΔCjswg_load:拡散層負荷パターン(ゲート構成)の拡散層ゲート周囲長容量成分起因誤差
ΔCj_load:拡散層負荷パターン(ゲート構成)の拡散層底面容量成分起因誤差
ΔCov_load:拡散層負荷パターン(ゲート構成)のゲートオーバラップ容量成分起因誤差
[Formula 5]
ΔTpd_Cjate_load = Tpd_Cj_load_meas−Tpd_Cj_load_sim
= ΔTpd_wire_load + ΔCjswg_load + ΔCj_load + ΔCov_load
* Tpd_Cj_load_meas: Tpd measurement of diffusion layer load pattern (gate configuration)
Tpd_Cj_load_sim: Simulation value of Tpd of diffusion layer load pattern (gate configuration) ΔTpd_wire_load: Tpd error of wiring load pattern ΔCjswg_load: Diffusion layer gate peripheral length capacitance component error of diffusion layer load pattern (gate configuration) ΔCj_load: Diffusion layer load pattern ( Diffusion layer bottom surface component error due to gate configuration) ΔCov_load: Diffusion layer load pattern (gate configuration) gate overlap capacitance component error

なお、拡散層負荷パターン(ゲート構成)の拡散層底面容量成分起因誤差(ΔCj_load)が最適化されるとともに、拡散層負荷パターン(ゲート構成)のゲートオーバラップ容量成分起因誤差(ΔCov_load)が最適化されていれば、拡散層負荷パターンの固有の誤差は拡散層負荷パターン(ゲート構成)の拡散層ゲート周囲長容量成分起因誤差(ΔCjswg_load)のみとなるので、拡散層負荷パターン(ゲート構成)の拡散層ゲート周囲長容量成分起因誤差(ΔCjswg_load)が最適化されれば、負荷無しのROSCパターンの拡散層ゲート周囲長容量成分起因誤差(ΔCjswg)の誤差もなくなる。   In addition, the diffusion layer bottom pattern component error (ΔCj_load) of the diffusion layer load pattern (gate configuration) is optimized, and the gate overlap capacitance component error (ΔCov_load) of the diffusion layer load pattern (gate configuration) is optimized. If this is the case, the diffusion layer load pattern (gate configuration) diffusion is the only error inherent in the diffusion layer load pattern (gate configuration) because the diffusion layer load pattern (gate configuration) causes only the diffusion layer gate peripheral length capacitance component error (ΔCjswg_load). If the layer gate peripheral length capacitance component-derived error (ΔCjswg_load) is optimized, the error of the diffusion layer gate peripheral length capacitance component-derived error (ΔCjswg) of the ROSC pattern without load is eliminated.

また、各ROSCパターン(図1(A)、図2(A)、図3〜図11参照)のROSC部(図1(A)、図2(A)の11)で形成されているトランジスタと、負荷部(図2(A)の12)のトランジスタ、拡散層、ゲートの形成条件は、同一のプロセス条件で形成されていることが前提である。   The transistors formed in the ROSC portion (11 in FIGS. 1A and 2A) of each ROSC pattern (see FIGS. 1A, 2A, and 3 to 11) and The conditions for forming the transistors, diffusion layers, and gates of the load portion (12 in FIG. 2A) are based on the same process conditions.

負荷無しのROSCパターン(図1(A)参照)のTpdの実測値とシミュレーション値、及び、配線負荷パターン(図2(A)、図3参照)のTpdの実測値とシミュレーション値を図13に示す。最終的な目標は、負荷無しのROSCパターン(図1(A)参照)のTpdの実測値(Tpd_ring_meas)とシミュレーション値(Tpd_ring_sim)の誤差(図13のΔTpd_ring)を「ゼロ」にすることにある。各パターンの誤差は、[数式1]、[数式2]に示した通りの関係が成り立つ。これら、ΔTpd_ringは、各負荷パターンのTpd−負荷依存性(漸近線)の傾きを一致させるようにパラメータを調整することで、簡便にROSC部(図1(A)、図2(A)の11)の誤差をなくすことができる。   FIG. 13 shows the measured value and simulation value of Tpd of the ROSC pattern without load (see FIG. 1A), and the measured value and simulation value of Tpd of the wiring load pattern (see FIGS. 2A and 3). Show. The ultimate goal is to set the error (ΔTpd_ring in FIG. 13) between the measured value (Tpd_ring_meas) of the Tpd and the simulation value (Tpd_ring_sim) of the ROSC pattern without load (see FIG. 1A) to “zero”. . The relationship between the errors of each pattern is as shown in [Formula 1] and [Formula 2]. These ΔTpd_rings can be easily adjusted by adjusting parameters so that the slopes of the Tpd-load dependency (asymptotic line) of each load pattern coincide with each other, so that the ROSC unit (11 in FIG. 1A and FIG. ) Error can be eliminated.

以下、具体的な各負荷パターン(図2(A)、図3〜図11参照)でのパラメータ最適化方法(図12のステップA3〜ステップA10)の詳細を述べる。   Details of the parameter optimization method (step A3 to step A10 in FIG. 12) for each specific load pattern (see FIGS. 2A and 3 to 11) will be described below.

ステップA2の後、ゲート負荷パターン(図4、図5参照)のTpdのゲート本数依存性の実測値とシミュレーション値の各傾きを条件1で計算し、各傾きが一致するか否かを判断する(図12のステップA3)。なお、条件1は、負荷トランジスタのチャネルが形成されたバイアス条件であり、負荷トランジスタがNMOSの場合にはソース端子46、ドレイン端子47、基板端子48は−Vdd電位に固定され、負荷トランジスタがPMOSの場合にはソース端子46、ドレイン端子47、基板端子48はVdd電位に固定される。図14に条件1でのTpd−ゲート本数依存性の実測値とシミュレーション値を示す。この傾きのズレは、ゲート容量パラメータ(Cg)の実測値とシミュレーション値の誤差(ΔCg)を示している。Tpdのゲート本数依存性の実測とシミュレーションの各傾きが一致している場合(ステップA3のYES)、ステップA5に進む。   After step A2, the slopes of the gate load pattern (see FIGS. 4 and 5), the measured value of the dependency of the Tpd on the number of gates and the slope of the simulation value are calculated under Condition 1, and it is determined whether or not the slopes match. (Step A3 in FIG. 12). Condition 1 is a bias condition in which the channel of the load transistor is formed. When the load transistor is NMOS, the source terminal 46, the drain terminal 47, and the substrate terminal 48 are fixed to the potential −Vdd, and the load transistor is PMOS. In this case, the source terminal 46, the drain terminal 47, and the substrate terminal 48 are fixed at the Vdd potential. FIG. 14 shows measured values and simulation values of Tpd-gate number dependency under condition 1. The deviation of the slope indicates an error (ΔCg) between the actually measured value and the simulation value of the gate capacitance parameter (Cg). If the actual measurement of the dependency of Tpd on the number of gates and the slopes of the simulation match (YES in step A3), the process proceeds to step A5.

Tpdのゲート本数依存性の実測値とシミュレーション値の各傾きが一致していない場合(ステップA3のNO)、シミュレーション値の傾きを実測値の傾きに一致させるようにゲート容量パラメータ(Cg)にて調整することにより、ゲート容量成分起因誤差(ΔCg)を最適化する(図12のステップA4)。   If the measured value of the dependency on the number of gates of Tpd does not match the slope of the simulation value (NO in step A3), the gate capacitance parameter (Cg) is set so that the slope of the simulation value matches the slope of the measured value. By adjusting, the gate capacitance component-induced error (ΔCg) is optimized (step A4 in FIG. 12).

ステップA3のYESの場合、又は、ステップA4の後、ゲート負荷パターン(図4、図5参照)のTpdのゲート本数依存性の実測値とシミュレーション値の各傾きを条件2で計算し、各傾きが一致するか否かを判断する(図12のステップA5)。なお、条件2は、負荷トランジスタのチャネルが形成されないバイアス条件であり、負荷トランジスタがNMOSの場合にはソース端子46及びドレイン端子47はVdd電位に固定され、かつ、基板端子48はGND電位に固定され、負荷トランジスタがPMOSの場合にはソース端子46及びドレイン端子47は−Vdd電位に固定され、かつ、基板端子48はGND電位に固定される。図15に条件2でのTpd−ゲート本数依存性の実測値とシミュレーション値を示す。この傾きのズレは、ゲートオーバラップ容量パラメータ(Cov)の誤差(ΔCov)を示している。Tpdのゲート本数依存性の実測値とシミュレーション値の各傾きが一致している場合(ステップA5のYES)、ステップA7に進む。   In the case of YES in step A3 or after step A4, the slopes of the measured value and the simulation value of the gate load pattern dependency (see FIGS. 4 and 5) of the Tpd on the number of gates are calculated according to condition 2, and each slope is calculated. Are matched (step A5 in FIG. 12). Condition 2 is a bias condition in which the channel of the load transistor is not formed. When the load transistor is NMOS, the source terminal 46 and the drain terminal 47 are fixed to the Vdd potential, and the substrate terminal 48 is fixed to the GND potential. When the load transistor is a PMOS, the source terminal 46 and the drain terminal 47 are fixed to the −Vdd potential, and the substrate terminal 48 is fixed to the GND potential. FIG. 15 shows measured values and simulation values of Tpd-gate number dependency under condition 2. This deviation in inclination indicates an error (ΔCov) of the gate overlap capacitance parameter (Cov). When the measured value of the dependency of Tpd on the number of gates and the slope of the simulation value match (YES in step A5), the process proceeds to step A7.

Tpdのゲート本数依存性の実測値とシミュレーション値の各傾きが一致していない場合(ステップA5のNO)、シミュレーション値の傾きを実測値の傾きに一致させるようにゲートオーバラップ容量パラメータ(Cov)を調整することにより、ゲートオーバラップ容量成分起因誤差(ΔCov)を最適化する(図12のステップA6)。   When the measured value of the dependency of Tpd on the number of gates does not match the slope of the simulation value (NO in step A5), the gate overlap capacitance parameter (Cov) is set so that the slope of the simulation value matches the slope of the measured value. Is adjusted to optimize the gate overlap capacitance component-derived error (ΔCov) (step A6 in FIG. 12).

ステップA5のYESの場合、又は、ステップA6の後、拡散層負荷パターン(STI構成;図6〜図8参照)のTpdのSTI周囲長依存性の実測値とシミュレーション値の各傾きを計算し、各傾き、及び、STI周囲長が0のときのTpdと配線負荷パターン(図3、図4参照)のTpdとの差分が一致するか否かを判断する(図12のステップA7)。ここで、STI周囲長は、STIと接する拡散層の周囲の長さである。図16、図17にTpd-STI周囲長依存性の実測値とシミュレーション値を示す。TpdのSTI周囲長依存性の実測値とシミュレーション値の各傾き、及び、STI周囲長が0のときのTpdと配線負荷パターン(図3、図4参照)のTpdとの差分が一致する場合(ステップA7のYES)、ステップA9に進む。   In the case of YES in Step A5 or after Step A6, the slopes of the measured values and the simulation values of the dependency of the Tpd on the STI circumference length of the diffusion layer load pattern (STI configuration; see FIGS. 6 to 8) are calculated, It is determined whether or not the difference between each slope and Tpd when the STI perimeter is 0 and the Tpd of the wiring load pattern (see FIGS. 3 and 4) match (step A7 in FIG. 12). Here, the STI perimeter is the perimeter of the diffusion layer in contact with the STI. 16 and 17 show measured values and simulation values of Tpd-STI perimeter length dependence. The measured value of the dependency of Tpd on the STI perimeter and the slope of the simulation value, and the difference between the Tpd when the STI perimeter is 0 and the Tpd of the wiring load pattern (see FIGS. 3 and 4) match ( YES at step A7), the process proceeds to step A9.

TpdのSTI周囲長依存性の実測値とシミュレーション値の各傾き、及び、STI周囲長が0のときのTpdと配線負荷パターン(図3、図4参照)のTpdとの差分が一致しない場合(ステップA7のNO)、以下のようにしてパラメータを最適化する(図12のステップA8)。   The measured value of the dependency of Tpd on the STI perimeter and the slope of the simulation value, and the difference between the Tpd when the STI perimeter is 0 and the Tpd of the wiring load pattern (see FIGS. 3 and 4) do not match ( In step A7, the parameters are optimized as follows (step A8 in FIG. 12).

傾きのズレに関しては、Tpd−ゲート本数依存性(図14、図15参照)と同様に、シミュレーション値の傾きを実測値の傾きに一致させるように拡散層STI周囲長容量パラメータ(Cjsw)を調整することにより、拡散層STI周囲長容量成分起因誤差(ΔCjsw)を最適化する(図16参照)。なお、差分のみが一致していない場合は、ΔCjswの最適化を省略することができる。   Regarding the deviation of the inclination, the diffusion layer STI peripheral long capacity parameter (Cjsw) is adjusted so that the inclination of the simulation value matches the inclination of the actual measurement value, as in the case of Tpd-gate number dependency (see FIGS. 14 and 15). By doing so, the diffusion layer STI peripheral long capacitance component-induced error (ΔCjsw) is optimized (see FIG. 16). If only the differences do not match, the optimization of ΔCjsw can be omitted.

また、差分に関しては、傾きの線とY軸(縦軸)との交点(STI周囲長=0)は、拡散層底面容量パラメータ(Cj)を示しているので、STI周囲長=0のときのTpdは、下記[数式6]の関係が成り立つように、シミュレーション値の差分(Cj_delta(sim))を実測値の差分(Cj_delta(meas))に一致させるように拡散層底面容量パラメータ(Cj)を調整することにより、拡散層底面容量成分起因誤差(ΔCj)を最適化する(図17参照)。なお、傾きのみが一致していない場合は、ΔCjの最適化を省略することができる。   Regarding the difference, the intersection (STI perimeter length = 0) between the slope line and the Y axis (vertical axis) indicates the diffusion layer bottom surface capacitance parameter (Cj), so that the STI perimeter length = 0. Tpd sets the diffusion layer bottom surface capacitance parameter (Cj) so that the difference between the simulation values (Cj_delta (sim)) matches the difference between the actual measurement values (Cj_delta (meas)) so that the relationship of the following [Equation 6] holds. By adjusting, the diffusion layer bottom surface capacitance component-derived error (ΔCj) is optimized (see FIG. 17). If only the slopes do not match, the optimization of ΔCj can be omitted.

[数式6]
Cj_delta(meas)=Tpd_wire_load_meas−Tpd_CjSTI_load_meas
Cj_delta(sim)=Tpd_wire_load_sim−Tpd_CjSTI_load_sim
Cj_delta(meas)=Cj_delta(sim)
※Tpd_wire_load_meas:配線負荷パターンのTpdの実測値
Tpd_CjSTI_load_meas:STI周囲長=0のときのTpdの実測値
Tpd_wire_load_sim:配線負荷パターンのTpdのシミュレーション値(最適化後)
Tpd_CjSTI_load_sim:STI周囲長=0のTpdのシミュレーション値(最適化後)
[Formula 6]
Cj_delta (meas) = Tpd_wire_load_meas−Tpd_CjSTI_load_meas
Cj_delta (sim) = Tpd_wire_load_sim−Tpd_CjSTI_load_sim
Cj_delta (meas) = Cj_delta (sim)
* Tpd_wire_load_meas: Measured value of Tpd of wiring load pattern
Tpd_CjSTI_load_meas: Measured value of Tpd when STI perimeter = 0
Tpd_wire_load_sim: Tpd simulation value of the wiring load pattern (after optimization)
Tpd_CjSTI_load_sim: Simulation value of Tpd with STI perimeter = 0 (after optimization)

ステップA7のYESの場合、又は、ステップA8の後、拡散層負荷パターン(ゲート構成;図9〜図11参照)のTpdのゲート周囲長依存性の実測値とシミュレーション値の各傾きを計算し、各傾きが一致するか否かを判断する(図12のステップA9)。ここで、ゲート周囲長は、ゲートと隣接する拡散層の周囲の長さである。図18にTpd-ゲート周囲長依存性の実測値とシミュレーション値を示す。なお、ステップA7でSTI周囲長が0のときのTpdと配線負荷パターン(図3、図4参照)のTpdとの差分が一致するか否かを判断しているので、ステップA9ではゲート周囲長が0のときのTpdと配線負荷パターン(図3、図4参照)のTpdとの差分が一致するか否かを判断していないが、ステップA7でTpdの差分が一致するか否かを判断しない場合には、ステップA9でTpdの差分が一致するか否かを判断し、その後、差分に関してパラメータの最適化を行ってもよい(図19参照)。Tpdのゲート周囲長依存性の実測値とシミュレーション値の各傾きが一致する場合(ステップA9のYES)、終了する。   In the case of YES in Step A7 or after Step A8, the slopes of the measured values and the simulation values of the dependency of the Tpd on the gate circumference length of the diffusion layer load pattern (gate configuration; see FIGS. 9 to 11) are calculated, It is determined whether or not the inclinations match (step A9 in FIG. 12). Here, the gate perimeter is the perimeter of the diffusion layer adjacent to the gate. FIG. 18 shows measured values and simulation values of the dependency on the Tpd-gate circumference. Note that in step A9, it is determined whether or not the difference between the Tpd when the STI perimeter is 0 and the Tpd of the wiring load pattern (see FIGS. 3 and 4) matches. It is not determined whether or not the difference between the Tpd when T is 0 and the Tpd of the wiring load pattern (see FIGS. 3 and 4) matches, but it is determined whether or not the difference in Tpd matches at step A7. If not, it may be determined in step A9 whether or not the differences in Tpd match, and then the parameters may be optimized with respect to the difference (see FIG. 19). If the measured value of the dependency of Tpd on the gate circumference and the slope of the simulation value match (YES in step A9), the process ends.

TpdのSTI周囲長依存性の実測値とシミュレーション値の各傾きが一致しない場合(ステップA9のNO)、Tpd−ゲート本数依存性(図14、図15参照)と同様に、シミュレーション値の傾きを実測値の傾きに一致させるように拡散層ゲート周囲長容量パラメータ(Cjswg)を調整することにより、拡散層ゲート周囲長容量成分起因誤差(ΔCjswg)を最適化し(図12のステップA10)、その後、終了する。   When the measured values of the Spd perimeter length dependence of Tpd and the slopes of the simulation values do not match (NO in step A9), the slope of the simulation values is changed in the same manner as the Tpd-gate number dependence (see FIGS. 14 and 15). By adjusting the diffusion layer gate peripheral length capacitance parameter (Cjswg) so as to match the slope of the actual measurement value, the diffusion layer gate peripheral length capacitance component-derived error (ΔCjswg) is optimized (step A10 in FIG. 12). finish.

ステップA10において、傾きに関して、「Cjswg+Cov」を示しており、傾き誤差は「ΔCjswg_load+ΔCov_load」を示している。ゲートオーバラップ容量はゲート負荷パターン(図4、図5参照)にて最適化されたパラメータを組み込んだ状態で、傾きを一致させるように、拡散層ゲート周囲長容量パラメータ(Cjswg)を調整することにより、拡散層ゲート周囲長容量成分起因誤差(ΔCjswg)を最適化する。一方、差分に関して、傾きの線とY軸(縦軸)との交点、すなわちゲート長=0のときのTpdの値は、下記[数式7]の関係が成り立つように、シミュレーション値の差分(Cj_delta(sim))を実測値の差分(Cj_delta(meas))に一致させるように拡散層底面容量パラメータ(Cj)を調整することにより、拡散層底面容量成分起因誤差(ΔCj)を最適化するが(図19参照)、ステップA8により、ΔCjが最適化されているので、自動的に、[数式6]と[数式7]の値は一致する。   In step A10, regarding the inclination, “Cjswg + Cov” is indicated, and the inclination error indicates “ΔCjswg_load + ΔCov_load”. Adjust the diffusion layer gate perimeter capacitance parameter (Cjswg) so that the gate overlap capacitance matches the slope with the parameter optimized by the gate load pattern (see Fig. 4 and Fig. 5). To optimize the diffusion layer gate peripheral long capacitance component-derived error (ΔCjswg). On the other hand, regarding the difference, the intersection of the slope line and the Y axis (vertical axis), that is, the value of Tpd when the gate length = 0, is the difference between the simulation values (Cj_delta) so that the relationship of [Equation 7] below is satisfied. (sim)) is optimized by adjusting the diffusion layer bottom surface capacitance parameter (Cj) so that the difference between the measured values (Cj_delta (meas)) matches (Cj_delta (meas)). Since ΔCj is optimized in step A8, the values of [Formula 6] and [Formula 7] automatically match.

[数式7]
Cj_delta(meas)=Tpd_wire_load_meas−Tpd_CjGate_load_meas,
Cj_delta(sim)=Tpd_wire_load_sim−Tpd_CjGate_load_sim
Cj_delta(meas)=Cj_delta(sim)
※Tpd_wire_load_meas:配線負荷パターンのTpdの実測値
Tpd_CjGate_load_meas:ゲート周囲長=0のときのTpdの実測値
Tpd_wire_load_sim:配線負荷パターンのTpdのシミュレーション値(最適化後)
Tpd_CjGate_load_sim:ゲート周囲長=0のTpdのシミュレーション値(最適化後)
[Formula 7]
Cj_delta (meas) = Tpd_wire_load_meas−Tpd_CjGate_load_meas,
Cj_delta (sim) = Tpd_wire_load_sim−Tpd_CjGate_load_sim
Cj_delta (meas) = Cj_delta (sim)
* Tpd_wire_load_meas: Measured value of Tpd of wiring load pattern
Tpd_CjGate_load_meas: Measured value of Tpd when gate perimeter = 0
Tpd_wire_load_sim: Tpd simulation value of the wiring load pattern (after optimization)
Tpd_CjGate_load_sim: Tpd simulation value with gate perimeter = 0 (after optimization)

実施例1によれば、ROSC部11とそのROSC部11の各インバータ11aの出力部に接続された負荷部12のディメンジョン振り(ゲート本数、拡散層STI周囲長、拡散層ゲート周囲長)したパターンを用いて、Tpd−個数(またはディメンジョン)依存性の実測とシミュレーションの傾きを一致させるようにパラメータを最適化することにより、直接、LCRメータから容量抽出を行うことなく、Tpdの感度を用いて、間接的にパラメータを最適化することができる。また、ROSCパターンのように、実回路に近いパターンにて、パラメータを最適化することができるため、実際の回路動作時の誤差を最小限に抑えることができる。   According to the first embodiment, the ROSC unit 11 and the load unit 12 connected to the output unit of each inverter 11a of the ROSC unit 11 are dimensioned (number of gates, diffusion layer STI circumference, diffusion layer gate circumference). By using the Tpd sensitivity without optimizing the parameters directly from the LCR meter by optimizing the parameters so that the measured slope of the Tpd-number (or dimension) dependence matches the slope of the simulation. Indirect parameters can be optimized. Further, since the parameters can be optimized with a pattern close to an actual circuit, such as the ROSC pattern, errors during actual circuit operation can be minimized.

また、シリコンとSPICEの一致性検証に際し、Tpdにおける誤差の要因を回路特性から割り出すことが可能になり、さらにSPICEにおけるパラメータへのフィードバックも可能となる。特に、外部のファブレスメーカの採用に伴い、契約上の観点から素子の生の特性を採取することが困難になりつつある今日、本実施例は有効である。その理由は、複数通りの回路特性での測定結果の組み合わせから、Tpdに関わる素子特性の誤差(シリコンとSPICEとの間)を定量化できるからである。さらに、素子特性の採取に法的な制約が無い内部のファブレスメーカの場合であっても、Tpdの測定はアナログ的な電気測定(容量特性カーブなど)に比べて、検査TAT(Turn Around Time)の観点から有利である。   In addition, when verifying the coincidence between silicon and SPICE, it is possible to determine the cause of the error in Tpd from the circuit characteristics, and it is also possible to feed back the parameters in SPICE. In particular, with the adoption of an external fabless maker, it is becoming difficult to collect the raw characteristics of the element from a contractual viewpoint, and this embodiment is effective. The reason is that an error in element characteristics (between silicon and SPICE) related to Tpd can be quantified from a combination of measurement results with a plurality of circuit characteristics. Furthermore, even in the case of an internal fabless manufacturer who has no legal restrictions on the collection of device characteristics, the Tpd measurement is more inspected than the analog electrical measurement (capacitance characteristic curve, etc.). From the viewpoint of

なお、本発明の全開示(請求の範囲及び図面を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲及び図面を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。   It should be noted that the embodiments and examples may be changed and adjusted within the scope of the entire disclosure (including claims and drawings) of the present invention and based on the basic technical concept. Various combinations and selections of various disclosed elements are possible within the scope of the claims of the present invention. That is, the present invention naturally includes various variations and modifications that could be made by those skilled in the art according to the entire disclosure including the claims and the drawings, and the technical idea.

10A、10B ROSCパターン
11 ROSC部
11a インバータ(プリミティブゲート回路)
12 負荷部
12a 負荷容量
21 ゲート
22、23、24、25 拡散層
26 GND配線
27 Vdd配線
28 Vin配線
29 Vout配線
30、31、32、33、34 コンタクト
35 配線
36 コンタクト
37 配線
38 コンタクト
40 ゲート
41 コンタクト
42 拡散層
43 配線
44 コンタクト
46 ソース端子
47 ドレイン端子
48 基板端子
50、52、53 拡散層
51 コンタクト
55 ゲート
10A, 10B ROSC pattern 11 ROSC section 11a Inverter (primitive gate circuit)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Load part 12a Load capacity 21 Gate 22, 23, 24, 25 Diffusion layer 26 GND wiring 27 Vdd wiring 28 Vin wiring 29 Vout wiring 30, 31, 32, 33, 34 Contact 35 wiring 36 Contact 37 wiring 38 Contact 40 Gate 41 Contact 42 Diffusion layer 43 Wiring 44 Contact 46 Source terminal 47 Drain terminal 48 Substrate terminal 50, 52, 53 Diffusion layer 51 Contact 55 Gate

Claims (12)

MOSトランジスタから構成されたプリミティブゲート回路を奇数段でリング状に結合した第1リングオシレータ部の各前記プリミティブゲート回路の出力部と電気的に接続された第1配線を有する配線負荷パターンと、
前記第1リングオシレータ部と同様な構成の第2リングオシレータ部の各プリミティブゲート回路の出力部が前記第1配線と同様な構成の第2配線を介して負荷部となるMOSトランジスタのゲートに電気的に接続された複数のゲート負荷パターンと、
前記第1リングオシレータ部と同様な構成の第3リングオシレータ部の各プリミティブゲート回路の出力部が前記第1配線と同様な構成の第3配線を介して負荷部となる拡散層に電気的に接続された複数の拡散層負荷パターンと、
を備え、
前記複数のゲート負荷パターンは、パターンごとに容量負荷が異なり、
前記複数の拡散層負荷パターンは、パターンごとに容量負荷が異なることを特徴とする半導体装置。
A wiring load pattern having a first wiring electrically connected to an output portion of each of the primitive gate circuits of a first ring oscillator unit in which a primitive gate circuit composed of a MOS transistor is coupled in an odd-numbered stage in a ring shape;
The output part of each primitive gate circuit of the second ring oscillator unit having the same configuration as the first ring oscillator unit is electrically connected to the gate of the MOS transistor serving as the load unit via the second wiring having the same configuration as the first wiring. Multiple gate load patterns connected together,
The output part of each primitive gate circuit of the third ring oscillator unit having the same configuration as the first ring oscillator unit is electrically connected to the diffusion layer serving as the load unit via the third wiring having the same configuration as the first wiring. A plurality of connected diffusion layer load patterns;
With
The plurality of gate load patterns have different capacitive loads for each pattern,
The plurality of diffusion layer load patterns have different capacitive loads for each pattern.
前記複数のゲート負荷パターンは、パターンごとに前記第2配線に電気的に接続される前記ゲートの個数が異なることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。   2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the plurality of gate load patterns have different numbers of gates electrically connected to the second wiring for each pattern. 前記ゲート負荷パターンは、前記負荷部となる前記MOSトランジスタのソース、ドレイン及び基板のそれぞれの端子に任意の電位を印加することができるように構成されていることを特徴とする請求項1又は2記載の半導体装置。   3. The gate load pattern is configured so that an arbitrary potential can be applied to each terminal of a source, a drain, and a substrate of the MOS transistor serving as the load section. The semiconductor device described. 前記複数の拡散層負荷パターンは、互いに前記第3配線に電気的に接続される前記拡散層の個数が異なることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一に記載の半導体装置。   4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the plurality of diffusion layer load patterns have different numbers of diffusion layers electrically connected to the third wiring. 前記複数の拡散層負荷パターンは、前記負荷部となる前記拡散層の周囲の領域にSTIが配されているSTI構成と、前記負荷部となる前記拡散層の周囲の領域にゲートが配されているゲート構成と、を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一に記載の半導体装置。   The plurality of diffusion layer load patterns include an STI configuration in which an STI is arranged in a region around the diffusion layer serving as the load unit, and a gate arranged in a region around the diffusion layer serving as the load unit. The semiconductor device according to claim 1, further comprising: a gate configuration including: 前記複数の拡散層負荷パターンにおける前記負荷部の基板の電位は、前記第3リングオシレータ部の基板電位と同じ電位であり、
前記複数の拡散層負荷パターンにおける前記ゲート構成の前記ゲートは、任意の電位を印加することができるように構成されていることを特徴とする請求項5記載の半導体装置。
The substrate potential of the load portion in the plurality of diffusion layer load patterns is the same potential as the substrate potential of the third ring oscillator portion,
6. The semiconductor device according to claim 5, wherein the gate of the gate configuration in the plurality of diffusion layer load patterns is configured to be able to apply an arbitrary potential.
請求項1乃至6に記載の半導体装置と、前記半導体装置に電気的に接続された測定装置と、前記測定装置と電気的に接続されるとともに回路シミュレーションプログラムを実行するコンピュータと、を用いて前記回路シミュレーションプログラムにおけるMOSトランジスタのモデルのパラメータを最適化するパラメータ最適化方法であって、
前記ゲート負荷パターン又は前記拡散層負荷パターンの伝播遅延時間を実測及びシミュレーションする工程と、
前記伝播遅延時間の負荷依存性の実測値及びシミュレーション値の傾きを計算する工程と、
前記実測値及び前記シミュレーション値の傾きが一致しないときに、前記シミュレーション値の傾きを前記実測値の傾きに合わせるようにして、所定のパラメータを最適化する工程と、
を含むことを特徴とするパラメータ最適化方法。
The semiconductor device according to claim 1, a measuring device electrically connected to the semiconductor device, and a computer that is electrically connected to the measuring device and executes a circuit simulation program. A parameter optimization method for optimizing a parameter of a MOS transistor model in a circuit simulation program,
Measuring and simulating the propagation delay time of the gate load pattern or the diffusion layer load pattern;
A step of calculating an inclination of an actual measurement value and a simulation value of load dependency of the propagation delay time;
A step of optimizing a predetermined parameter so that the slope of the simulation value is matched with the slope of the actual measurement value when the slope of the actual measurement value and the simulation value does not match;
The parameter optimization method characterized by including.
前記伝播遅延時間を実測及びシミュレーションする工程では、前記ゲート負荷パターンの前記負荷部のゲート容量又はゲートオーバラップ容量による伝播遅延時間を実測及びシミュレーションすることを特徴とする請求項7記載のパラメータ最適化方法。   8. The parameter optimization according to claim 7, wherein in the step of measuring and simulating the propagation delay time, the propagation delay time due to the gate capacitance or gate overlap capacitance of the load portion of the gate load pattern is measured and simulated. Method. 前記傾きを計算する工程では、前記ゲート負荷パターンに係る前記伝播遅延時間のゲート個数依存性の実測値及びシミュレーション値の傾きを計算することを特徴とする請求項7又は8記載のパラメータ最適化方法。   9. The parameter optimization method according to claim 7, wherein in the step of calculating the inclination, an inclination of an actual measurement value and a simulation value of the dependence of the propagation delay time on the gate load pattern on the number of gates is calculated. . 前記傾きを計算する工程では、前記拡散層負荷パターンに係る前記伝播遅延時間の前記拡散層がSTIと接するSTI周囲長、又は、前記拡散層が前記ゲートと隣接するゲート周囲長の依存性の実測値及びシミュレーション値の傾きを計算することを特徴とする請求項7記載のパラメータ最適化方法。   In the step of calculating the inclination, an actual measurement of the dependency of the propagation delay time related to the diffusion layer load pattern on the STI perimeter of the diffusion layer in contact with the STI or the gate perimeter of the diffusion layer adjacent to the gate. 8. The parameter optimization method according to claim 7, wherein the slope of the value and the simulation value is calculated. 前記STI周囲長又は前記ゲート周囲長が0のときの伝播遅延時間と、前記配線負荷パターンの伝播遅延時間との実測値とシミュレーション値の差分が一致しないときに、前記シミュレーション値の差分を前記実測値の差分に一致させるようにようにして、他の所定のパラメータを最適化する工程を含むことを特徴とする請求項10記載のパラメータ最適化方法。   When the difference between the measured value and the simulation value of the propagation delay time when the STI peripheral length or the gate peripheral length is 0 and the propagation delay time of the wiring load pattern do not match, the difference between the simulation values is calculated. 11. The parameter optimization method according to claim 10, further comprising the step of optimizing other predetermined parameters so as to match the difference in values. 請求項1乃至6に記載の半導体装置と、前記半導体装置に電気的に接続された測定装置と、前記測定装置と電気的に接続されるとともに回路シミュレーションプログラムを実行するコンピュータと、を用いて前記回路シミュレーションプログラムにおけるMOSトランジスタのモデルのパラメータを最適化するプログラムであって、
前記ゲート負荷パターン又は前記拡散層負荷パターンの伝播遅延時間を実測及びシミュレーションするステップと、
前記伝播遅延時間の負荷依存性の実測値及びシミュレーション値の傾きを計算するステップと、
前記実測値及び前記シミュレーション値の傾きが一致しないときに、前記シミュレーション値の傾きを前記実測値の傾きに合わせるようにして、所定のパラメータを最適化するステップと、
を実行させることを特徴とするプログラム。
The semiconductor device according to claim 1, a measuring device electrically connected to the semiconductor device, and a computer that is electrically connected to the measuring device and executes a circuit simulation program. A program for optimizing parameters of a MOS transistor model in a circuit simulation program,
Actually measuring and simulating the propagation delay time of the gate load pattern or the diffusion layer load pattern;
Calculating an actual measured value of the load dependence of the propagation delay time and a slope of a simulation value;
Optimizing predetermined parameters so that the slope of the simulation value matches the slope of the actual measurement value when the actual measurement value and the slope of the simulation value do not match;
A program characterized by having executed.
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