JP2013110147A - ノイズ解析モデル及びノイズ解析方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の一態様にかかるノイズ解析モデル100は、抵抗RS1〜RS4、抵抗RGB1〜RGB4及び接地抵抗RGNDを有する。抵抗RS1〜RS4は、ノイズ発生源から半導体基板を介して基板ノイズが伝搬する接続点1と、バックゲート直下の半導体基板中の点BG1〜BG4の間にそれぞれ接続される。抵抗RGB1〜RGB4は、バックゲート直下の半導体基板中の点BG1〜BG4とガードバンド4との間に接続される。接地抵抗RGNDは、ガードバンド4と接地電位との間に接続される。
【選択図】図4
Description
第2の点を、前記トランジスタのバックゲート直下の前記半導体基板中に設定し、前記第1の点と前記第2の点との間の前記半導体基板中の基板抵抗を模擬する第1の抵抗を、前記第1の点と前記第2の点との間に配置し、前記第2の点と前記トランジスタから最短距離にある固定電位領域との間の前記半導体基板中の基板抵抗を模擬する第2の抵抗を、前記第2の点と前記固定電位領域との間に配置し、前記固定電位領域と接地電位を供給する電源パッドとを接続する配線の配線抵抗を模擬する第3の抵抗を、前記固定電位領域と前記電源パッドとの間に配置することにより、ノイズ解析モデルを作成し、前記ノイズ解析モデルを含む前記解析対象回路のネットリストを作成し、前記解析対象回路のネットリストを用いて、前記トランジスタに到達する基板ノイズの影響を解析するものである。これにより、解析対象回路の素子を単純構成のノイズ解析モデルを用いてノイズの伝搬を解析することが可能となる。その結果、チップレベルのみならず解析対象回路内の素子のそれぞれについてノイズの影響を解析することができる。
本発明の実施の形態1にかかる素子レベルのノイズ解析方法について説明する。まず、本実施の形態にかかる素子レベルのノイズ解析方法を理解するための前提として、半導体装置におけるノイズの伝搬について説明する。図1は、ノイズ解析の対象となる半導体装置101の構成例を模式的に示す上面図である。図1に示すように、ノイズ解析の対象となる半導体装置101は、半導体基板1011上にデジタル回路1012及びアナログ回路1013が形成されている。デジタル回路1012には、ノイズ発生源となる回路ブロックである、ノイズ発生ブロック1014が含まれている。ノイズ発生ブロック1014からは、ノイズ1015が周辺の回路に放射される。ノイズ1015は、半導体基板1011を伝搬して、デジタル回路1012の他のブロックや、アナログ回路1013に到達する。特に、アナログ回路1013にノイズ1015が到達すると、アナログ回路1013内の素子が誤動作を起こす原因となる。
本発明の実施の形態2にかかる素子レベルのノイズ解析方法について説明する。本実施の形態においては、実施の形態1と同じノイズ解析モデル100を用いるが、具体的な手順が異なる。以下では、実施の形態2にかかるノイズ解析方法について、実施の形態1と異なる部分について説明する。図12は、実施の形態2にかかるノイズ解析方法のフローを示すフロー図である。本ノイズ解析方法では、実施の形態1と同様に、半導体装置の回路レイアウト情報を示すGDSデータ10と回路図データ12、そして、バイアス設定、入力・制御信号他の外部入力情報13を基に、ノイズ解析を行う。なお、図12では、半導体装置の回路レイアウトを示す情報としてGDSデータを用いたが、実施の形態1と同様に、他の形式のレイアウトデータを用いることも可能である。
ここで、実施の形態2にかかるノイズ解析方法の実施例1について説明する。図13A及び13Bは、実施例1にかかるノイズ解析で用いた半導体装置のレイアウトを模式的に示す上面図である。図13A及び13Bでは、差動対DPを構成するトランジスタQ1及びQ2が、中心線CLに対して線対称に配置される。また、ノイズ発生源NSは、差動対DP外部の中心線CL上に配置される。そして、図13Aでは、接続点CP1は、トランジスタQ1及びQ2の中間点に配置される。図13Bでは、接続点CP2は、接続点CP1よりもノイズ発生源NSに10μm近い位置に配置される。つまり、差動対に対しては、CP1のほうがCP2に比べより近くに位置していることになる。この条件で、トランジスタQ1及びQ2のゲートフィンガー数、すなわち実質的なチャネル幅を変化させて、トランジスタQ1及びQ2にかかる基板伝搬係数Gの依存性を調べた。
1 接続点(第1の点)
2 拡散層
4、41、42 ガードバンド
5 素子
6 メタル配線
7 パッド
8 パッケージのワイヤーボンディング
10 GDSデータ
11 SPICE
21 素子情報
22 接続点候補位置情報
23 接地抵抗情報
100 ノイズ解析モデル
101、102 半導体装置
103、Q1、Q2 トランジスタ
1011 半導体基板
1012 デジタル回路
1013、1023 アナログ回路
1014 ノイズ発生ブロック
1015、1025 ノイズ
1024、NS ノイズ発生源
1030 抵抗メッシュ
1031 境界線
1032〜1035 交差点
BG1〜BG4 バックゲート直下の半導体基板中の点(第2の点)
C1〜C4 寄生容量
CL 中心線
DP 差動対
f1〜f4 ゲートフィンガー
RGB1〜RGB4、RS1〜RS4 抵抗
RGND 接地抵抗
Claims (20)
- ノイズ発生源と前記ノイズ発生源から半導体基板を介して基板ノイズが伝搬するトランジスタとの間の前記半導体基板中に設定された第1の点と、前記トランジスタのバックゲート直下の前記半導体基板中に設定された第2の点と、の間の前記半導体基板中の基板抵抗を模擬する第1の抵抗と、
前記第2の点と、前記トランジスタの周囲の固定電位領域と、の間の前記半導体基板中の基板抵抗を模擬する第2の抵抗と、
前記固定電位領域と接地電位を供給する電源パッドとを接続する配線の配線抵抗を模擬する第3の抵抗と、を備える、
ノイズ解析モデル。 - 前記トランジスタは、フィンガー構造を有する複数の分割ゲートを備え、
複数の前記分割ゲートのそれぞれのバックゲート直下の前記半導体基板中の点に対し、前記第1及び前記第2の抵抗が1つずつ接続されることを特徴とする、
請求項1に記載のノイズ解析モデル。 - 前記第1の抵抗の抵抗値は、前記第1の点と前記第2の点との間の距離に比例して決定されることを特徴とする、
請求項1又は2に記載のノイズ解析モデル。 - 前記固定電位領域は、固定電位と接続されるガードバンドであることを特徴とする、
請求項1乃至3のいずれか一項に記載のノイズ解析モデル。 - 前記第2の抵抗の抵抗値は、前記固定電位領域と前記第2の点との間の距離に比例して決定されることを特徴とする、
請求項4に記載のノイズ解析モデル。 - 前記固定電位領域は、当該固定電位領域とは異なる他の固定電位領域よりも、当該ノイズ解析モデルに近いことを特徴とする、
請求項4又は5に記載のノイズ解析モデル。 - 前記第1の点は、前記半導体基板に形成される半導体装置のチップレベルの基板ノイズ解析を行うことにより基板ノイズのレベルが算出される点の一つであることを特徴とする、
請求項1乃至6のいずれか一項に記載のノイズ解析モデル。 - 前記第1の点は、前記基板ノイズのレベルが算出される点のうちで、当該ノイズ解析モデルに最も近い点であることを特徴とする、
請求項7に記載のノイズ解析モデル。 - 半導体装置の解析対象回路内のトランジスタの位置を特定し、
第1の点を、前記半導体装置が形成される半導体基板を介してノイズ発生源から前記トランジスタへ基板ノイズが伝搬する経路内の前記半導体基板中に設定し、
第2の点を、前記トランジスタのバックゲート直下の前記半導体基板中に設定し、
前記第1の点と前記第2の点との間の前記半導体基板中の基板抵抗を模擬する第1の抵抗を、前記第1の点と前記第2の点との間に配置し、
前記第2の点と前記トランジスタの周囲の固定電位領域との間の前記半導体基板中の基板抵抗を模擬する第2の抵抗を、前記第2の点と前記固定電位領域との間に配置し、
前記固定電位領域と接地電位を供給する電源パッドとを接続する配線の配線抵抗を模擬する第3の抵抗を、前記固定電位領域と前記電源パッドとの間に配置することにより、ノイズ解析モデルを作成し、
前記ノイズ解析モデルを含む前記解析対象回路のネットリストを作成し、
前記解析対象回路のネットリストを用いて、前記トランジスタに到達する基板ノイズの影響を解析する、
ノイズ解析方法。 - 前記第1の点に入力する第1の信号の出力波形と、前記解析対象回路のネットリストに含まれる前記ノイズ解析モデルを介して出力される第2の信号波形と、の振幅比から第1のノイズ伝搬係数を算出することを特徴とする、
請求項9に記載のノイズ解析方法。 - 前記半導体装置のチップレベルの基板ノイズ解析を行うことにより、前記半導体基板上の点における基板ノイズのレベルを算出し、
基板ノイズのレベルを算出した前記点を、前記第1の点として設定することを特徴とする、
請求項9又は10に記載のノイズ解析方法。 - 前記ノイズ発生源における基板ノイズの波形と、前記第1の点における前記基板ノイズの信号波形と、の振幅比から第2のノイズ伝搬係数を算出することを特徴とする、
請求項11に記載のノイズ解析方法。 - 前記第1の及び第2のノイズ伝搬係数を乗算することにより、第3のノイズ伝搬係数を算出することを特徴とする、
請求項12に記載のノイズ解析方法。 - 前記第1の点は、前記半導体装置のチップレベルの基板ノイズ解析を行うことにより基板ノイズのレベルが算出される複数の点の一つであることを特徴とする、
請求項11乃至13のいずれか一項に記載のノイズ解析方法。 - 前記第1の点は、前記基板ノイズのレベルが算出される前記複数の点のうちで、前記ノイズ解析モデルに最も近い点であることを特徴とする、
請求項14に記載のノイズ解析方法。 - 前記トランジスタは、フィンガー構造を有する複数の分割ゲートを備え、
複数の前記分割ゲートのそれぞれのバックゲート直下の前記半導体基板中の点に対し、前記第1及び前記第2の抵抗が1つずつ接続することを特徴とする、
請求項9乃至15のいずれか一項に記載のノイズ解析方法。 - 前記第1の抵抗の抵抗値を、前記第1の点と前記第2の点との間の距離に比例して決定することを特徴とする、
請求項9乃至16のいずれか一項に記載のノイズ解析方法。 - 前記固定電位領域は、固定電位と接続されるガードバンドであることを特徴とする、
請求項9乃至17のいずれか一項に記載のノイズ解析モデル。 - 前記第2の抵抗の抵抗値を、前記固定電位領域と前記第2の点との間の距離に比例して決定することを特徴とする、
請求項18に記載のノイズ解析方法。 - 前記固定電位領域は、当該固定電位領域とは異なる他の固定電位領域よりも、前記ノイズ解析モデルに近いことを特徴とする、
請求項18又は19に記載のノイズ解析方法。
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