JPH1056167A - Semiconductor simulation method - Google Patents

Semiconductor simulation method

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JPH1056167A
JPH1056167A JP21290296A JP21290296A JPH1056167A JP H1056167 A JPH1056167 A JP H1056167A JP 21290296 A JP21290296 A JP 21290296A JP 21290296 A JP21290296 A JP 21290296A JP H1056167 A JPH1056167 A JP H1056167A
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JP
Japan
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value
semiconductor
sampling points
parameter
variation
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP21290296A
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Japanese (ja)
Inventor
Takaaki Tatsumi
孝明 巽
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Publication of JPH1056167A publication Critical patent/JPH1056167A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor simulation method which enables statistic prediction of a change in a semiconductor characteristic corresponding to a change in a parameter accurately and in a short time. SOLUTION: First, for one or more parameters affecting a semiconductor characteristic, variation information indicative of extents of variations in the respective parameters are set. Next, on the basis of the variation information, a plurality of sampling points are generated. Values of the semiconductor characteristic at the plurality of generated sampling points are calculated. Based on the calculated characteristic values at the sampling points, an interpolation function is found showing a relationship between the parameters and semiconductor characteristic. After this, a value of the semiconductor characteristic at a given sampling point is calculated in accordance with the interpolation function.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体特性に影響
を与える各種パラメータの値を変えたときの半導体特性
の変化を、統計的な手法により予測する半導体のシミュ
レーション方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor simulation method for predicting, by a statistical method, changes in semiconductor characteristics when values of various parameters affecting semiconductor characteristics are changed.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体の開発や設計の過程において、半
導体の製造プロセスにおける各種制御に関わるパラメー
タや、ゲート長を始めとする形状寸法等に関わるパラメ
ータ等を、製造工程時に生じるばらつきに従うように変
化させて、半導体のシミュレーションを行なうことは、
半導体素子の閾値電圧Vth等の特性値のばらつき予測や
解析、あるいは電流分布などの把握のために重要であ
る。
2. Description of the Related Art In the course of semiconductor development and design, parameters related to various controls in the semiconductor manufacturing process, parameters related to the shape and dimensions such as the gate length, and the like are changed so as to follow variations occurring during the manufacturing process. Then, to simulate the semiconductor,
This is important for predicting and analyzing variations in characteristic values such as threshold voltage Vth of a semiconductor element, or for grasping current distribution and the like.

【0003】従来、このようなシミュレーションの手法
としては、固体中のキャリアの輸送現象を、移動度の概
念を用いてモデル化して行う手法が主流であった。しか
し、近年の半導体加工技術の極微細化に伴いモデルの精
度が問題となり、そのため、モデルを直接に用いない
で、統計的に処理することにより半導体のシミュレーシ
ョンを行う手法の重要性が高まってきている。
Conventionally, as a method of such a simulation, a method of modeling a carrier transport phenomenon in a solid using a concept of mobility has been mainly used. However, with the recent miniaturization of semiconductor processing technology, the accuracy of models has become a problem. Therefore, the importance of methods for simulating semiconductors by performing statistical processing without directly using models has been increasing. I have.

【0004】このような統計的なシミュレーションの手
法としては、例えば、幾つかのパラメータの値を組み合
わせたサンプリング点を離散的に複数設定して、各サン
プリング点における半導体特性を半導体物理に関わる物
理方程式を解くことによって算出し、その後、その算出
結果を応答曲面法(RSM:Response Surface methodo
logy)を用いて補間することによって、任意のサンプリ
ング点における半導体特性を予測するという手法が知ら
れている。
As a method of such a statistical simulation, for example, a plurality of sampling points in which some parameter values are combined are set discretely, and the semiconductor characteristics at each sampling point are converted into a physical equation relating to semiconductor physics. , And then calculate the result using the response surface method (RSM).
A method is known in which semiconductor characteristics at an arbitrary sampling point are predicted by interpolating using the same.

【0005】そして、このような手法によって半導体の
シミュレーションを行うコンピュータソフトウェアとし
ては、例えば、PDF Solution社の「PDF
AB」や、SILVACO社の「VWF」などが市販さ
れている。
[0005] As computer software for simulating a semiconductor by such a technique, for example, “PDF PDF” manufactured by PDF Solution is used.
AB "and" VWF "of SILVACO are commercially available.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
なシミュレーションでは、補間の元となるサンプリング
点を適切に設定する必要がある。すなわち、補間の元と
なるサンプリング点が少なすぎたり、また、数が多くて
も適切なサンプリング点が選択されていなかったりする
と、補間を適切に行えなくなってしまい、任意のサンプ
リング点における半導体特性を正しく導くことができな
くなってしまう。また、補間の元となるサンプリング点
が多すぎると、必要以上の情報についてまでも計算を行
うこととなるため、シミュレーションに無駄な時間が費
やされてしまうこととなる。
By the way, in the above-described simulation, it is necessary to appropriately set sampling points that are the basis of interpolation. That is, if the number of sampling points to be interpolated is too small, or if an appropriate number of sampling points is not selected, interpolation cannot be performed properly, and the semiconductor characteristics at an arbitrary sampling point will be reduced. You will not be able to lead correctly. Further, if there are too many sampling points to be interpolated, the calculation is performed even for information that is more than necessary, so that useless time is spent in the simulation.

【0007】このように 幾つかのサンプリング点につ
いて半導体特性を実際に計算に、その他の半導体特性に
ついては補間により予測するようなシミュレーションで
は、補間の元となるサンプリング点を適切に設定するこ
とが重要である。しかしながら、従来は、補間の元とな
るサンプリング点を、ユーザが任意に設定するようにな
されており、このため、補間の元となるサンプリング点
を設定するために試行錯誤が必要だった。したがって、
従来は、適切なサンプリング点を直ぐに設定することが
難しく、シミュレーションを短時間で行うことは困難で
あった。
As described above, in a simulation in which the semiconductor characteristics are actually calculated at some sampling points and the other semiconductor characteristics are predicted by interpolation, it is important to appropriately set the sampling points that are the basis of the interpolation. It is. However, conventionally, the user has arbitrarily set the sampling point that is the source of the interpolation, and therefore, trial and error is required to set the sampling point that is the source of the interpolation. Therefore,
Conventionally, it has been difficult to set an appropriate sampling point immediately, and it has been difficult to perform a simulation in a short time.

【0008】本発明は、このような従来の実情に鑑みて
提案されたものであり、パラメータの変化に対応した半
導体特性の変化を、統計的な手法により、精度良く且つ
短時間で予測することができる半導体のシミュレーショ
ン方法を提供することを目的としている。
The present invention has been proposed in view of such conventional circumstances, and aims to accurately and quickly predict a change in a semiconductor characteristic corresponding to a change in a parameter by a statistical method. It is an object of the present invention to provide a method of simulating a semiconductor that can be performed.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに完成された本発明に係る半導体のシミュレーション
方法は、半導体特性に影響する1以上のパラメータにつ
いて、各パラメータのばらつきの程度を示すばらつき情
報を設定する工程と、上記ばらつき情報に基づいて、複
数のサンプリング点を生成する工程と、上記複数のサン
プリング点における半導体特性をそれぞれ算出する工程
と、上記各サンプリング点における半導体特性に基づい
て、各パラメータと半導体特性との関係を示す補間関数
を求める工程と、上記補間関数から、任意のサンプリン
グ点における半導体特性を算出する工程とを少なくとも
含むことを特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION A semiconductor simulation method according to the present invention, which has been completed to achieve the above-mentioned object, provides a semiconductor device having one or more parameters that affect semiconductor characteristics. Setting information, based on the variation information, generating a plurality of sampling points, calculating the semiconductor characteristics at each of the plurality of sampling points, and based on the semiconductor characteristics at each of the sampling points, The method is characterized by including at least a step of obtaining an interpolation function indicating a relationship between each parameter and a semiconductor characteristic, and a step of calculating a semiconductor characteristic at an arbitrary sampling point from the interpolation function.

【0010】ここで、上記ばらつき情報としては、例え
ば、各パラメータ毎に少なくとも、ばらつきの中心の値
であるセンター値と、ばらつきにより最も大きくなった
ときの値である最大ばらつき値と、ばらつきにより最も
小さくなったときの値である最小ばらつき値と、当該パ
ラメータの値として想定される最大の値である最大値
と、当該パラメータの値として想定される最小の値であ
る最小値とを設定するようにする。
Here, as the variation information, for example, for each parameter, at least a center value which is a value at the center of the variation, a maximum variation value which is a value when the variation becomes the largest, and A minimum variation value which is a value when the value becomes small, a maximum value which is a maximum value assumed as a value of the parameter, and a minimum value which is a minimum value assumed as a value of the parameter are set. To

【0011】このとき、パラメータの種類をN個とする
と、複数のサンプリング点として、例えば、各パラメー
タのセンター値からなる1つのサンプリング点と、1つ
のパラメータについては最大値からなり、他のパラメー
タについてはセンター値からなるN個のサンプリング点
と、1つのパラメータについては最小値からなり、他の
パラメータについてはセンター値からなるN個のサンプ
リング点と、各パラメータの最大ばらつき値及び最小ば
らつき値を組み合わせた2N 個のサンプリング点とを少
なくとも生成するようにする。
At this time, assuming that the number of types of parameters is N, a plurality of sampling points, for example, one sampling point consisting of the center value of each parameter, one parameter consisting of the maximum value, and the other parameters Is a combination of N sampling points consisting of center values, minimum values for one parameter, N sampling points consisting of center values for other parameters, and maximum and minimum variation values for each parameter. And at least 2 N sampling points.

【0012】以上のような本発明に係る半導体のシミュ
レーション方法では、各パラメータのばらつきの程度を
示すばらつき情報から、複数のサンプリング点を生成す
るようにしているので、初期に設定するのは、各パラメ
ータのばらつきの程度を示すばらつき情報だけでよい。
そして、各パラメータのばらつき情報を設定するだけ
で、適切なサンプリング点が生成されることとなる。
In the semiconductor simulation method according to the present invention as described above, a plurality of sampling points are generated from variation information indicating the degree of variation of each parameter. Only the variation information indicating the degree of variation of the parameter is sufficient.
Then, only by setting the variation information of each parameter, an appropriate sampling point is generated.

【0013】すなわち、本発明に係る半導体のシミュレ
ーション方法では、ユーザがサンプリング点を設定する
ために試行錯誤を行うような必要が無く、直ぐに適切な
サンプリング点が生成される。したがって、本発明に係
る半導体のシミュレーション方法では、短時間で正確に
処理を行うことができる。
That is, in the semiconductor simulation method according to the present invention, there is no need for the user to perform trial and error to set sampling points, and appropriate sampling points are immediately generated. Therefore, in the semiconductor simulation method according to the present invention, accurate processing can be performed in a short time.

【0014】また、本発明に係る半導体のシミュレーシ
ョン方法は、パラメータと半導体特性との関係を示す補
間関数を求めて、当該補間関数から任意のサンプリング
点における半導体特性を算出するという統計的な手法を
用いている。したがって、固体中のキャリアの輸送現象
を精度良くモデル化することが困難な、極微細化された
半導体素子等についても、精度良くシミュレーションを
行うことができる。
Further, the semiconductor simulation method according to the present invention employs a statistical method of obtaining an interpolation function indicating a relationship between a parameter and a semiconductor characteristic and calculating a semiconductor characteristic at an arbitrary sampling point from the interpolation function. Used. Therefore, a simulation can be performed with high accuracy even for an extremely miniaturized semiconductor element or the like in which it is difficult to accurately model a carrier transport phenomenon in a solid.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した具体的な
実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明す
る。なお、本発明は以下の例に限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、変更が可能であ
ることは言うまでもない。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following examples, and it goes without saying that changes can be made without departing from the scope of the present invention.

【0016】まず、本発明を適用して半導体のシミュレ
ーションを行うシミュレーション装置について、図1に
示すブロック図を参照して説明する。
First, a simulation apparatus for performing a semiconductor simulation by applying the present invention will be described with reference to a block diagram shown in FIG.

【0017】図1に示すように、このシミュレーション
装置1は、入力設定モジュール2と、サンプリング点自
動生成モジュール3と、シミュレータ投入モジュール4
と、シミュレーション計算モジュール5と、出力/表示
モジュール6と、データべース管理モジュール7とを備
えている。なお、これらのモジュールは、例えば、ワー
クステーションなどのコンピュータ上において実現さ
れ、当該コンピュータの中央処理装置(CPU)によっ
て制御される。
As shown in FIG. 1, the simulation apparatus 1 includes an input setting module 2, an automatic sampling point generation module 3, and a simulator input module 4.
, A simulation calculation module 5, an output / display module 6, and a database management module 7. These modules are realized on a computer such as a workstation, for example, and are controlled by a central processing unit (CPU) of the computer.

【0018】上記入力設定モジュール2は、シミュレー
ション装置1に接続された入力装置8からの入力を受け
付けるためのものである。ここで、入力装置8として
は、このシミュレーション装置1に操作指示等を入力す
るためのキーボード等や、各種パラメータについての情
報等が予め記録された記録媒体から情報を読み取ってシ
ミュレーション装置1に供給するデータ読み取り装置等
が適宜使用される。
The input setting module 2 is for receiving an input from the input device 8 connected to the simulation device 1. Here, as the input device 8, a keyboard for inputting operation instructions and the like to the simulation device 1 and information about various parameters and the like are read from a recording medium in which information is previously recorded and supplied to the simulation device 1. A data reading device or the like is appropriately used.

【0019】そして、この入力設定モジュール2を介し
て入力装置8から、シミュレーションの対象となる半導
体特性に影響するパラメータや、それらのパラメータの
ばらつきの程度を示すばらつき情報についてのデータ等
が入力される。すなわち、入力設定モジュール2は、半
導体の動作特性に対するプロセスあるいはデバイスの影
響をシミュレーションによって解析するために必要な情
報を入力するための手段として機能する。
Then, from the input device 8 via the input setting module 2, parameters affecting the semiconductor characteristics to be simulated, data on variation information indicating the degree of variation of those parameters, and the like are input. . That is, the input setting module 2 functions as a unit for inputting information necessary for analyzing the influence of the process or device on the operating characteristics of the semiconductor by simulation.

【0020】なお、入力設定モジュール2を介して入力
されるパラメータは、半導体のシミュレーションに使用
されるパラメータであり、具体的には、半導体の製造プ
ロセスにおける各種制御に関するプロセスパラメータ
や、ゲート長を始めとする形状寸法等に関するデバイス
パラメータ等である。
The parameters input via the input setting module 2 are parameters used for semiconductor simulation, and specifically, include process parameters relating to various controls in the semiconductor manufacturing process, and gate lengths. Device parameters relating to the shape and dimensions to be used.

【0021】そして、入力設定モジュール2を介して入
力装置8から入力されたデータは、入力設定モジュール
2からデータベース管理モジュール7に供給され、デー
タベース管理モジュール7によってデータベースに格納
されるとともに、データベース管理モジュール7からサ
ンプリング点自動生成モジュール3に供給される。
The data input from the input device 8 via the input setting module 2 is supplied from the input setting module 2 to the database management module 7, stored in the database by the database management module 7, and stored in the database management module. 7 to the sampling point automatic generation module 3.

【0022】サンプリング点自動生成モジュール3は、
データベース管理モジュール7から受け取ったパラメー
タ及びそのばらつき情報等のデータに基づいて、シミュ
レーションを行うのに必要な複数のサンプリング点を生
成する。ここで、サンプリング点とは、半導体特性の計
算を行うポイントのことであり、具体的には、評価の対
象となる各パラメータの値を組合せたものである。な
お、このサンプリング点自動生成モジュール3における
複数のサンプリング点の生成方法については、後で詳細
に説明する。
The automatic sampling point generation module 3
Based on the data received from the database management module 7 such as parameters and their variation information, a plurality of sampling points necessary for performing a simulation are generated. Here, the sampling point is a point at which semiconductor characteristics are calculated, and specifically, is a combination of values of parameters to be evaluated. The method of generating a plurality of sampling points in the sampling point automatic generation module 3 will be described later in detail.

【0023】そして、サンプリング点自動生成モジュー
ル3で生成された複数のサンプリング点は、データベー
ス管理モジュール7に供給され、データベース管理モジ
ュール7によってデータベースに格納されるとともに、
データベース管理モジュール7からシミュレータ投入モ
ジュール4を介してシミュレーション計算モジュール5
に投入される。そして、後述するように、これらのサン
プリング点における半導体特性が、シミュレーション計
算モジュール5によって計算される。すなわち、サンプ
リング点自動生成モジュール3は、入力設定モジュール
2を介して入力されたデータに基づいて、シミュレーシ
ョン計算モジュール5に投入する適切なデータを自動生
成する手段として機能する。
The plurality of sampling points generated by the sampling point automatic generation module 3 are supplied to the database management module 7 and stored in the database by the database management module 7.
Simulation calculation module 5 from database management module 7 via simulator input module 4
It is thrown into. Then, as described later, the semiconductor characteristics at these sampling points are calculated by the simulation calculation module 5. That is, the sampling point automatic generation module 3 functions as means for automatically generating appropriate data to be input to the simulation calculation module 5 based on the data input via the input setting module 2.

【0024】シミュレータ投入モジュール4は、上述の
ように、サンプリング点自動生成モジュール3によって
生成された複数のサンプリング点を、データベース管理
モジュール7から受け取り、それらのサンプリング点を
シミュレーション計算モジュール5に供給する。また、
シミュレータ投入モジュール4は、シミュレーション計
算モジュール5から計算結果を受け取って、当該計算結
果をデータベース管理モジュール7に供給する。
As described above, the simulator input module 4 receives a plurality of sampling points generated by the automatic sampling point generation module 3 from the database management module 7 and supplies the sampling points to the simulation calculation module 5. Also,
The simulator input module 4 receives the calculation result from the simulation calculation module 5 and supplies the calculation result to the database management module 7.

【0025】シミュレーション計算モジュール5は、シ
ミュレータ投入モジュール4から複数のサンプリング点
を受け取り、各サンプリング点における半導体特性を、
半導体物理に関わる物理方程式を解くことによって算出
する。すなわち、シミュレーション計算モジュール5
は、半導体物理に関わる物理方程式を解くことにより、
半導体の特性を算出する手段として機能する。
The simulation calculation module 5 receives a plurality of sampling points from the simulator input module 4 and calculates semiconductor characteristics at each sampling point.
It is calculated by solving a physical equation relating to semiconductor physics. That is, the simulation calculation module 5
By solving the physical equations related to semiconductor physics,
It functions as a means for calculating the characteristics of the semiconductor.

【0026】そして、シミュレーション計算モジュール
5による計算結果、すなわち各サンプリング点における
半導体特性は、シミュレータ投入モジュール4を介して
シミュレーション計算モジュール5からデータベース管
理モジュール7に供給される。そして、シミュレーショ
ン計算モジュール5による計算結果は、データベース管
理モジュール7によってデータベースに格納されるとと
もに、データベース管理モジュール7から出力/表示モ
ジュール6に供給される。
The result of the calculation by the simulation calculation module 5, that is, the semiconductor characteristics at each sampling point is supplied from the simulation calculation module 5 to the database management module 7 via the simulator input module 4. Then, the calculation result by the simulation calculation module 5 is stored in the database by the database management module 7 and supplied from the database management module 7 to the output / display module 6.

【0027】出力/表示モジュール6は、データベース
管理モジュール7から、シミュレーション計算モジュー
ル5による計算結果を受け取り、当該計算結果に基づい
て、各パラメータと半導体特性との関係を示す補間関数
を応答曲面法を用いて求める。すなわち、出力/表示モ
ジュール6は、シミュレーション計算モジュール5によ
る計算結果に基づいて、物理方程式を解いていない任意
のサンプリング点における半導体特性を見積もる手段と
して機能する。
The output / display module 6 receives the calculation result by the simulation calculation module 5 from the database management module 7 and, based on the calculation result, calculates an interpolation function indicating the relationship between each parameter and the semiconductor characteristics by a response surface method. Determine using That is, the output / display module 6 functions as a means for estimating the semiconductor characteristics at an arbitrary sampling point where the physical equation has not been solved, based on the calculation result by the simulation calculation module 5.

【0028】そして、出力/表示モジュール6は、ユー
ザによって入力装置8から入力される指示に従い、上記
補間関数に基づいて、任意のサンプリング点における半
導体特性を算出し、その算出結果をシミュレーション装
置1に接続された出力装置9に出力する。なお、出力装
置9としては、各種ディスプレイ、プリンタ、プロッタ
等が適宜使用可能である。
The output / display module 6 calculates a semiconductor characteristic at an arbitrary sampling point based on the interpolation function according to an instruction input from the input device 8 by the user, and sends the calculation result to the simulation device 1. Output to the connected output device 9. In addition, as the output device 9, various displays, printers, plotters, and the like can be used as appropriate.

【0029】つぎに、以上のようなシミュレーション装
置1によって行われる、本発明を適用した半導体のシミ
ュレーション方法について詳細に説明する。
Next, a method for simulating a semiconductor to which the present invention is applied, which is performed by the simulation apparatus 1 as described above, will be described in detail.

【0030】本シミュレーションでは、半導体特性に影
響を与える各種パラメータの値を変えたときの半導体特
性の変化を、応答曲面法を用いて予測する。すなわち、
本シミュレーションでは、解析の対象となるパラメータ
について、複数のサンプリング点を設定し、それらのサ
ンプリング点における半導体特性を、半導体物理に関わ
る物理方程式を解くことによって算出する。そして、そ
れらの算出結果から、応答曲面法を用いて、物理方程式
を解いていないサンプリング点における半導体特性を予
測する。
In this simulation, changes in semiconductor characteristics when the values of various parameters affecting semiconductor characteristics are changed are predicted by using a response surface method. That is,
In this simulation, a plurality of sampling points are set for parameters to be analyzed, and semiconductor characteristics at those sampling points are calculated by solving a physical equation relating to semiconductor physics. From these calculation results, the semiconductor characteristics at the sampling points where the physical equations have not been solved are predicted using the response surface method.

【0031】ここで、パラメータは、上述したように、
半導体の製造プロセスにおける各種制御に関するプロセ
スパラメータや、ゲート長を始めとする形状寸法等に関
するデバイスパラメータ等であり、本発明では、1つの
パラメータだけについてシミュレーションを行うように
しても、複数のパラメータを組み合わせてシミュレーシ
ョンを行うようにしてもよい。
Here, the parameters are, as described above,
Process parameters related to various controls in the semiconductor manufacturing process, device parameters related to the shape and dimensions such as the gate length, and the like. In the present invention, even if simulation is performed for only one parameter, a plurality of parameters are combined. Simulation may be performed.

【0032】ところで、応答曲面法は、離散的な点の集
合から、補間を行なって実際にはない点の値を推測する
方法である。したがって、応答曲面法を用いたシミュレ
ーションでは、十分な数のサンプリング点における半導
体特性の計算結果が必要であり、これによって、初めて
正しい補間を行うことができる。ただし、サンプリング
点の数が多すぎても無意味であり、サンプリング点の数
を過剰に取ると、それだけ余計な計算を行なうことにな
り、時間を無駄に費やすこととなる。したがって、応答
曲面法を用いたシミュレーションでは、サンプリング点
を適切に設定することが重要である。そこで、本シミュ
レーションでは、以下に説明するように、応答曲面法に
よる補間の元となるサンプリング点が、パラメータのば
らつき情報に基づいて常に適切に設定されるようにして
いる。
Incidentally, the response surface method is a method of estimating the value of a point that does not actually exist by performing interpolation from a set of discrete points. Therefore, in the simulation using the response surface method, a calculation result of the semiconductor characteristics at a sufficient number of sampling points is necessary, and thereby correct interpolation can be performed for the first time. However, if the number of sampling points is too large, it is meaningless. If the number of sampling points is excessively large, extra calculations are performed and time is wasted. Therefore, in a simulation using the response surface method, it is important to appropriately set sampling points. Thus, in the present simulation, as described below, the sampling point that is the source of the interpolation by the response surface method is always set appropriately based on the parameter variation information.

【0033】以下、このシミュレーションについて、図
2に示すフローチャートを参照して詳細に説明する。
Hereinafter, this simulation will be described in detail with reference to the flowchart shown in FIG.

【0034】先ず、ステップS1において、入力設定モ
ジュール2を介して、半導体の動作特性に対するプロセ
スあるいはデバイス形状等の影響をシミュレーションに
よって解析するために必要な情報が入力され、それらの
情報に基づいて、解析の対象となるパラメータについ
て、各パラメータのばらつきの程度を示すばらつき情報
等が設定される。
First, in step S1, information necessary for analyzing the influence of a process or a device shape on the operating characteristics of a semiconductor by simulation through the input setting module 2 is input, and based on the information, For parameters to be analyzed, variation information indicating the degree of variation of each parameter is set.

【0035】ここで、パラメータのばらつき情報として
は、解析の対象となる各パラメータ毎に、ばらつきの中
心の値と、通常のばらつきの範囲と、最悪のときの値と
が設定される。すなわち、パラメータのばらつき情報と
して、各パラメータ毎に、ばらつきの中心の値であるセ
ンター値と、ばらつきにより最も大きくなったときの値
である最大ばらつき値と、ばらつきにより最も小さくな
ったときの値である最小ばらつき値と、当該パラメータ
の値として想定される最大の値である最大値と、当該パ
ラメータの値として想定される最小の値である最小値と
の5点が設定される。なお、これらの値は、入力装置8
から直接入力するようにしてもよいし、また、これらの
値を求めるのに必要な情報を予め設定しておき、入力設
定モジュール2で必要に応じて算出するようにしてもよ
い。
Here, as the parameter variation information, a central value of the variation, a normal range of the variation, and a worst value are set for each parameter to be analyzed. That is, as the parameter variation information, for each parameter, a center value that is the center value of the variation, a maximum variation value that is the value when the variation becomes the largest, and a value that is the smallest when the variation is made. Five points are set: a certain minimum variation value, a maximum value that is the maximum value assumed as the value of the parameter, and a minimum value that is the minimum value assumed as the value of the parameter. Note that these values are input device 8
Alternatively, information necessary for obtaining these values may be set in advance, and the input setting module 2 may calculate the information as needed.

【0036】次に、ステップS2において、サンプリン
グ点自動生成モジュール3によって、ステップS1で設
定されたパラメータのばらつき情報に基づいて、シミュ
レーションを行うのに必要な複数のサンプリング点が生
成される。
Next, in step S2, the sampling point automatic generation module 3 generates a plurality of sampling points required for performing a simulation based on the parameter variation information set in step S1.

【0037】ここで、解析の対象となるパラメータの種
類をN個としたとき、生成される複数のサンプリング点
は、各パラメータのセンター値からなる1つのサンプリ
ング点と、1つのパラメータについては最大値からな
り、他のパラメータについてはセンター値からなるN個
のサンプリング点と、1つのパラメータについては最小
値からなり、他のパラメータについてはセンター値から
なるN個のサンプリング点と、各パラメータの最大ばら
つき値及び最小ばらつき値を組み合わせた2N 個のサン
プリング点とである。
Here, assuming that the number of types of parameters to be analyzed is N, the plurality of sampling points generated are one sampling point consisting of the center value of each parameter and the maximum value for one parameter. , The other parameters are composed of N sampling points each having a center value, one parameter is composed of a minimum value, and the other parameters are composed of N sampling points each having a center value. Values and the minimum variation value are combined and 2 N sampling points.

【0038】具体的な例として、2種類のパラメータが
あるときのサンプリング点の分布を図3に模式的に示す
とともに、3種類のパラメータがあるときのサンプリン
グ点の分布を図4に模式的に示す。これら図3及び図4
において、○印のところがサンプリング点を示してい
る。そして、図3に示すように、2つのパラメータがあ
るとき、サンプリング点の数は9個となり、図4に示す
ように、3つのパラメータがあるとき、サンプリング点
の数は15個となる。なお、図4では、便宜上、第1の
パラメータについてだけ、最大値、最大ばらつき値、セ
ンター値、最小ばらつき値及び最小値をプロットして示
している。
As a specific example, FIG. 3 schematically shows the distribution of sampling points when there are two types of parameters, and FIG. 4 schematically shows the distribution of sampling points when there are three types of parameters. Show. These FIGS. 3 and 4
In the figure, the circles indicate sampling points. As shown in FIG. 3, when there are two parameters, the number of sampling points is nine, and as shown in FIG. 4, when there are three parameters, the number of sampling points is fifteen. In FIG. 4, for convenience, the maximum value, the maximum variation value, the center value, the minimum variation value, and the minimum value are plotted only for the first parameter.

【0039】次に、ステップS3において、ステップS
2で生成された複数のサンプリング点が、シミュレータ
投入モジュール4によってシミュレーション計算モジュ
ール5に投入され、各サンプリング点における半導体特
性が、シミュレーション計算モジュール5によって計算
される。すなわち、ステップS3では、ステップS2で
生成された複数のサンプリング点における半導体特性が
それぞれ算出される。
Next, in step S3, step S
The plurality of sampling points generated in 2 are input to the simulation calculation module 5 by the simulator input module 4, and the semiconductor characteristics at each sampling point are calculated by the simulation calculation module 5. That is, in step S3, the semiconductor characteristics at the plurality of sampling points generated in step S2 are calculated.

【0040】このステップS3において、シミュレーシ
ョン計算モジュール5は、半導体物理に関する物理方程
式を解くことによって、各サンプリング点における半導
体特性を計算する。ここで、半導体物理に関する物理方
程式とは、例えば、下記式(1)に示すポワソンの方程
式や、下記式(2)に示す電子電流連続方程式や、下記
式(3)に示す正孔電流連続方程式などである。
In step S3, the simulation calculation module 5 calculates semiconductor characteristics at each sampling point by solving a physical equation relating to semiconductor physics. Here, the physical equations related to semiconductor physics include, for example, Poisson's equation shown in the following equation (1), electron current continuation equation shown in the following equation (2), and hole current continuation equation shown in the following equation (3). And so on.

【0041】 ∇(ε∇ψ)=q(n−p−C) ・・・(1) −∇・Jn +qR=0 ・・・(2) −∇・Jp −qR=0 ・・・(3) ここで、εはシリコン等からなる基板の誘電率、ψは静
電ポテンシャル、qは単位電荷、nは電子濃度、pは正
孔濃度、Cはn型基板不純物濃度とp型基板不純物濃度
との差、Jn は電子電流密度、Jp は正孔電流密度、R
は単位時間当たりに生成又は消滅する電子又は正孔の濃
度である。
∇ (ε∇ψ) = q (n−p−C) (1) −∇ · J n + qR = 0 (2) −∇ · J p −qR = 0 (3) Here, ε is a dielectric constant of a substrate made of silicon or the like, ψ is an electrostatic potential, q is a unit charge, n is an electron concentration, p is a hole concentration, C is an n-type substrate impurity concentration and a p-type substrate. Difference from impurity concentration, Jn is electron current density, Jp is hole current density, R
Is the concentration of electrons or holes generated or annihilated per unit time.

【0042】次に、ステップS4において、シミュレー
ション計算モジュール5によって計算された半導体特性
の計算結果が、シミュレータ投入モジュール4を介して
データべース管理モジュール7に供給され、データべー
ス管理モジュール7によってデータベースに格納され
る。
Next, in step S4, the calculation result of the semiconductor characteristics calculated by the simulation calculation module 5 is supplied to the database management module 7 through the simulator input module 4, and the database management module 7 Stored in the database.

【0043】次に、ステップS5において、データべー
スに格納された複数のサンプリング点における半導体特
性の計算結果に基づいて、出力/表示モジュール6によ
って、各パラメータと半導体特性との関係を示す補間関
数が応答曲面法によって算出される。すなわち、ステッ
プS5では、ステップS3での計算結果に基づいて、解
析の対象となる各パラメータと半導体特性との関係を示
す補間関数が、応答曲面法により算出される。
Next, in step S5, based on the calculation results of the semiconductor characteristics at a plurality of sampling points stored in the database, the output / display module 6 interpolates the relationship between each parameter and the semiconductor characteristics. The function is calculated by the response surface methodology. That is, in step S5, an interpolation function indicating the relationship between each parameter to be analyzed and the semiconductor characteristics is calculated by the response surface method based on the calculation result in step S3.

【0044】ここで、補間関数は、N個のパラメータx
1 ,x2 ,・・・,xN があるとき、下記式(4)のよ
うに表される。
Here, the interpolation function is represented by N parameters x
When there are 1 , x 2 ,..., X N , it is expressed as the following equation (4).

【0045】 半導体特性の値=f(x1 ,x2 ,・・・,xN ) ・・・(4) したがって、この補間関数が得られれば、各パラメータ
の任意の値の組合せ(X1 ,X2 ,・・・,XN )に対
する半導体特性の値は、f(X1 ,X2 ,..,XN
で表されることとなる。したがって、この補間関数が得
られれば、新たに物理方程式を解かなくても、任意のサ
ンプリング点における半導体特性を直ぐに算出すること
ができる。
Semiconductor characteristic value = f (x 1 , x 2 ,..., X N ) (4) Therefore, if this interpolation function is obtained, any combination of values (X 1 , X 2, ···, a value of the semiconductor characteristics for X N), f (X 1 , X 2, .., X N)
Will be represented by Therefore, if this interpolation function is obtained, it is possible to immediately calculate the semiconductor characteristics at an arbitrary sampling point without solving a new physical equation.

【0046】そこで、ステップS5において上記式
(4)に示すような補間関数が求められた後は、当該補
間関数を用いて、所望する任意のサンプリング点におけ
る半導体特性を算出する。すなわち、ステップS6にお
いて、入力装置8から入力される指示に従い、ステップ
S5において求められた補間関数に基づいて、出力/表
示モジュール6によって、任意のサンプリング点におけ
る半導体特性が算出される。そして、その算出結果は、
シミュレーション装置1に接続された出力装置9に適宜
出力される。
Therefore, after the interpolation function shown in the above equation (4) is obtained in step S5, the semiconductor characteristic at a desired arbitrary sampling point is calculated using the interpolation function. That is, in step S6, according to an instruction input from the input device 8, the output / display module 6 calculates semiconductor characteristics at an arbitrary sampling point based on the interpolation function obtained in step S5. And the calculation result is
It is output to an output device 9 connected to the simulation device 1 as appropriate.

【0047】このステップS6の処理は、必要に応じて
サンプリング点を変えて繰り返し行うようにする。そし
て、このステップS6の処理では、補間関数にサンプリ
ング点を入力するだけで半導体特性の値が算出されるの
で、任意のサンプリング点における半導体特性を非常に
速やかに計算することができる。
The processing in step S6 is repeated by changing sampling points as needed. In the process of step S6, the value of the semiconductor characteristic is calculated only by inputting the sampling point to the interpolation function, so that the semiconductor characteristic at an arbitrary sampling point can be calculated very quickly.

【0048】以上のシミュレーションでは、パラメータ
のばらつき情報から、適切な複数のサンプリング点を自
動的に生成するようにしている。したがって、それらの
サンプリング点における半導体特性の計算結果に基づい
て行われる応答曲面法による補間によって、任意のサン
プリング点における半導体特性を精度良く予測すること
ができる。
In the above simulation, a plurality of appropriate sampling points are automatically generated from the parameter variation information. Therefore, the semiconductor characteristics at an arbitrary sampling point can be accurately predicted by the interpolation using the response surface method performed based on the calculation results of the semiconductor characteristics at those sampling points.

【0049】しかも、上記シミュレーションでは、パラ
メータのばらつき情報から生成される複数のサンプリン
グ点として、必要十分な数のサンプリング点が生成され
る。すなわち、上記シミュレーションでは、必要以上に
多くのサンプリング点が設定されるようなことがなく、
計算に要する時間が必要最小限で済む。
Moreover, in the above simulation, a necessary and sufficient number of sampling points are generated as a plurality of sampling points generated from the parameter variation information. That is, in the above simulation, there are no cases where more sampling points are set than necessary,
The time required for the calculation is minimized.

【0050】つぎに、以上のようなシミュレーションに
おける応答曲面法による補間関数算出の原理について説
明する。
Next, the principle of calculating an interpolation function by the response surface method in the above simulation will be described.

【0051】本シミュレーションで求める補間関数の形
式は、x1 ,x2 ,・・・,xn を変数として、下記の
数1で表される。
The form of the interpolation function obtained in this simulation is expressed by the following equation 1 using x 1 , x 2 ,..., X n as variables.

【0052】[0052]

【数1】 (Equation 1)

【0053】ここで、入力データとして(x1 ,x2
・・・,xn ,yexp )を単位としてm組のデータセッ
トがあり、i番目のレスポンス値yi expに対する計算値
i c alが、下記の数2で与えられるとする。
Here, (x 1 , x 2 ,
···, x n, y exp) has m sets of data sets as a unit, the calculated value y i c al for the i-th response value y i exp is the given by the number of following 2.

【0054】[0054]

【数2】 (Equation 2)

【0055】このとき、評価関数として、下記の数3を
定義する。
At this time, the following equation 3 is defined as an evaluation function.

【0056】[0056]

【数3】 (Equation 3)

【0057】そして、数1に示した補間関数の係数a
0 ,a1 ,・・・,annの組み合わせとして、数3に示
した評価関数のωを最小にするような組み合わせを求め
る。これは、数3に示した評価関数をそれぞれの係数で
偏微分して得られる連立方程式、すなわち下記の数4に
示されるような連立方程式を満たすようなa0 ,a1
・・・,annの組み合わせを求めることと等価である。
Then, the coefficient a of the interpolation function shown in the equation (1)
0, a 1, ···, as a combination of a nn, determine the combination that minimizes the ω evaluation function shown in Equation 3. This is because the simultaneous equations obtained by partially differentiating the evaluation function shown in Equation 3 with the respective coefficients, that is, a 0 , a 1 , and so on satisfying the simultaneous equations shown in Equation 4 below.
.., Ann is equivalent to obtaining a combination.

【0058】[0058]

【数4】 (Equation 4)

【0059】ところで、数1に示した補間関数に見られ
るように、a0 ,a1 ,・・・,a nnは全て、ycal
対して線形であることから、数4は、下記の数5に示す
ように行列を用いて記述することができる。
Incidentally, it can be seen from the interpolation function shown in equation (1).
As a0 , A1 , ..., a nnAre all ycal To
Equation 4 is shown in Equation 5 below because
Can be described using a matrix as follows.

【0060】[0060]

【数5】 (Equation 5)

【0061】なお、数5では、簡単のため、例えば下記
の数6に示すように、表現を簡略化して示している。
In Expression 5, for simplicity, for example, the expression is simplified as shown in Expression 6 below.

【0062】[0062]

【数6】 (Equation 6)

【0063】そして、上述の数5に示した式を解くこと
により、係数a0 ,a1 ,・・・,annの組み合わせが
求まり、数1に示した補間関数が得られることとなる。
Then, by solving the above equation (5), a combination of the coefficients a 0 , a 1 ,..., An n is obtained, and the interpolation function shown in the equation (1) is obtained.

【0064】[0064]

【実施例】以下、更に具体的に本発明の実施例について
説明する。なお、本実施例では、MOSトランジスタの
特性に対する、イオン注入濃度及びゲート長のばらつき
の影響をシミュレーションした例について説明する。
EXAMPLES Hereinafter, examples of the present invention will be described more specifically. In the present embodiment, an example is described in which the effects of variations in ion implantation concentration and gate length on the characteristics of a MOS transistor are simulated.

【0065】本実施例において、第1のパラメータであ
るイオン注入濃度については、センター値を5e12、
最大ばらつき値を5.5e12、最小ばらつき値を4.
6e12、最大値を6e12、最小値を4e12とし
た。また、第2のパラメータであるゲート長について
は、センター値を1.0μm、最大ばらつき値を1.1
μm、最小ばらつき値を0.9μm、最大値を1.3μ
m、最小値を0.7μmとした。
In the present embodiment, the center value of the ion implantation concentration as the first parameter is 5e12,
The maximum variation value is 5.5e12, and the minimum variation value is 4.
6e12, the maximum value was 6e12, and the minimum value was 4e12. For the gate length, which is the second parameter, the center value is 1.0 μm and the maximum variation value is 1.1.
μm, minimum variation value is 0.9 μm, maximum value is 1.3 μm
m, and the minimum value was 0.7 μm.

【0066】ここで、これらのパラメータのばらつき情
報を入力するときに、ディスプレイ等の出力装置9に表
示されるフォーマットの一例を表1に示す。
Here, Table 1 shows an example of a format displayed on the output device 9 such as a display when inputting the variation information of these parameters.

【0067】[0067]

【表1】 [Table 1]

【0068】上記の例では、「DOPANT=B DO
SE=5e12 ENERGY=30KEV」によっ
て、イオン注入におけるイオン種、標準濃度及びエネル
ギーを設定し、「DEVl=DOSE」によって、打ち
込むイオン種(BORON)のイオン注入濃度をパラメ
ータすることを指示している。そして、「RSM=4e
12 4.6e12 5e12 5.5e12 6e1
2」によって、イオン注入濃度の最小値、最小ばらつき
値、センター値、最大ばらつき値及び最大値を設定して
いる。
In the above example, “DOPANT = B DO
"SE = 5e12 ENERGY = 30KEV" indicates that the ion species, standard concentration and energy in the ion implantation are set, and "DEV1 = DOSE" indicates that the ion implantation concentration of the implanted ion species (BORON) is to be parameterized. Then, "RSM = 4e
12 4.6e12 5e12 5.5e12 6e1
2 ”, the minimum value, the minimum variation value, the center value, the maximum variation value, and the maximum value of the ion implantation concentration are set.

【0069】また、「MASK」以降に関しても同様で
あり、「MASK 1.0 2.0PROP=GAT
E」によって、このマスクがゲートであることと、その
位置とを設定しており、「DEVI=LENGTH」に
よって、ゲート長をパラメータとすることを指示してい
る。そして、「RSM=0.7 0.9 1.0 1.
1 1.3」によって、ゲート長の最小値、最小ばらつ
き値、センター値、最大ばらつき値及び最大値を設定し
ている。
The same applies to “MASK” and thereafter, and “MASK 1.0 2.0 PROP = GAT”
"E" sets that this mask is a gate and its position, and "DEVI = LENGTH" indicates that the gate length is used as a parameter. Then, “RSM = 0.7 0.9 1.0 1.
The minimum value, the minimum variation value, the center value, the maximum variation value, and the maximum value of the gate length are set by “1 1.3”.

【0070】そして、以上のようなばらつき情報が設定
されると、サンプリング点自動生成モジュール3によっ
て、各パラメータを適切に組合せた複数のサンプリング
点が生成される。
When the above-described variation information is set, the sampling point automatic generation module 3 generates a plurality of sampling points in which respective parameters are appropriately combined.

【0071】具体的には、下記の表2に示すような9つ
のサンプリング点が生成される。
Specifically, nine sampling points as shown in Table 2 below are generated.

【0072】[0072]

【表2】 [Table 2]

【0073】ここで、第1のサンプリング点は、イオン
注入濃度とゲート長の両方がセンター値からなるサンプ
リング点である。また、第2及び第3のサンプリング点
は、イオン注入濃度とゲート長の一方が最大値からな
り、他方がセンター値からなるサンプリング点である。
また、第4及び第5のサンプリング点は、イオン注入濃
度とゲート長の一方が最小値からなり、他方がセンター
値からなるサンプリング点である。また、第6乃至第9
のサンプリング点は、イオン注入濃度の最大ばらつき値
及び最小ばらつき値と、ゲート長の最大ばらつき値及び
最小ばらつき値とを組み合わせたサンプリング点であ
る。
Here, the first sampling point is a sampling point in which both the ion implantation concentration and the gate length are center values. The second and third sampling points are sampling points in which one of the ion implantation concentration and the gate length has a maximum value and the other has a center value.
The fourth and fifth sampling points are sampling points in which one of the ion implantation concentration and the gate length has a minimum value and the other has a center value. In addition, the sixth to ninth
Are sampling points obtained by combining the maximum variation value and the minimum variation value of the ion implantation concentration with the maximum variation value and the minimum variation value of the gate length.

【0074】ここで、以上のように設定されたサンプリ
ング点がディスプレイ等の出力装置9に表示されるとき
のフォーマットの例として、イオン注入濃度とゲート長
の両方がセンター値からなる第1のサンプリング点が表
示されるときのフォーマットの一例を表3に示す。
Here, as an example of the format when the sampling points set as described above are displayed on the output device 9 such as a display, the first sampling in which both the ion implantation concentration and the gate length are center values is performed. Table 3 shows an example of a format in which dots are displayed.

【0075】[0075]

【表3】 [Table 3]

【0076】また、イオン注入濃度がセンター値からな
りゲート長が最小値からなる第5のサンプリング点が表
示されるときのフォーマットの一例を表4に示す。
Table 4 shows an example of a format when the fifth sampling point where the ion implantation concentration has the center value and the gate length has the minimum value is displayed.

【0077】[0077]

【表4】 [Table 4]

【0078】なお、ここでは、第1のサンプリング点及
び第5のサンプリング点が表示されるときのフォーマッ
トの例を示したが、その他のサンプリング点についても
同様に表示される。
Here, the example of the format when the first sampling point and the fifth sampling point are displayed has been described, but the other sampling points are also displayed in the same manner.

【0079】そして、以上のように設定された9つのサ
ンプリング点は、シミュレータ投入モジュール4を介し
てシミュレーション計算モジュール5に投入され、シミ
ュレーション計算モジュール5によって、各サンプリン
グ点に対応したしきい値電圧Vthが算出される。なお、
ここでは、解析対象の半導体特性をしきい値電圧Vth
し、シミュレーション計算モジュール5はしきい値電圧
thを算出するものとしたが、当然の事ながら、解析対
象の半導体特性はしきい値電圧Vth以外であってもよ
い。
The nine sampling points set as described above are input to the simulation calculation module 5 via the simulator input module 4, and the threshold voltage V corresponding to each sampling point is input by the simulation calculation module 5. th is calculated. In addition,
Here, the semiconductor characteristics to be analyzed are assumed to be the threshold voltage Vth , and the simulation calculation module 5 calculates the threshold voltage Vth. The voltage may be other than the voltage Vth .

【0080】その後、シミュレーション計算モジュール
5によって計算された結果に基づいて、しきい値電圧V
thについての補間関数を応答曲面法により求める。ここ
で、しきい値電圧Vthについての補間関数は、イオン注
入濃度及びゲート長を変数としており、例えば、下記式
(5)に示すような形で表される。
Thereafter, based on the result calculated by the simulation calculation module 5, the threshold voltage V
An interpolation function for th is obtained by a response surface method. Here, the interpolation function for the threshold voltage V th uses the ion implantation concentration and the gate length as variables, and is expressed, for example, in the form shown in the following equation (5).

【0081】 Vth(x1,x2)=a0+a1x1+a2x2+a11x1 2+a12x1x2+a22x2 2 ・・・(5) ここで、x1はイオン注入濃度の値を表しており、x
2は、ゲート長の値を表している。また、a0,a1
2,a11,a12,a22は、補間関数の係数であり、出
力/表示モジュール6によって応答曲面法によって算出
される値である。
[0081] V th (x 1, x 2 ) = a 0 + a 1 x 1 + a 2 x 2 + a 11 x 1 2 + a 12 x 1 x 2 + a 22 x 2 2 ··· (5) where, x 1 Represents the value of the ion implantation concentration, and x
2 represents the value of the gate length. A 0 , a 1 ,
a 2 , a 11 , a 12 , and a 22 are coefficients of the interpolation function, and are values calculated by the output / display module 6 by the response surface method.

【0082】そして、上記式(5)に示したような、し
きい値電圧Vthについての補間関数が得られた後は、任
意のイオン注入濃度及びゲート長に対するしきい値電圧
th、例えば、イオン注入量が4.8e12でゲート長
が1.15μmのときのしきい値電圧Vthの値などを、
上記補間関数により速やかに求めることができる。
[0082] Then, as shown in the above equation (5), after the interpolation function for the threshold voltage V th is obtained, the threshold voltage V th with respect to any ion implantation concentration and gate length, e.g. The threshold voltage V th when the ion implantation amount is 4.8e12 and the gate length is 1.15 μm,
It can be quickly obtained by the above interpolation function.

【0083】なお、以上のようなシミュレーションの手
法は、例えば、半導体中の配線の厚さや誘電率のばらつ
き等が配線容量に与える影響を見積もるときなど、複数
のばらつき要因がある特性を見積もるようなシミュレー
ションに広く応用可能である。
The above-mentioned simulation technique is used to estimate characteristics having a plurality of variation factors, for example, when estimating the influence of variations in the thickness and dielectric constant of a wiring in a semiconductor on wiring capacitance. It can be widely applied to simulation.

【0084】[0084]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る半導体のシミュレーション方法では、各パラメー
タのばらつき情報から、複数のサンプリング点を生成す
るようにしているので、ユーザがサンプリング点を設定
するために試行錯誤を行うような必要が無く、直ぐに適
切なサンプリング点が生成される。したがって、本発明
によれば、半導体のシミュレーションを短時間で行うこ
とが可能となる。
As is clear from the above description, in the semiconductor simulation method according to the present invention, since a plurality of sampling points are generated from the variation information of each parameter, the user sets the sampling points. Therefore, it is not necessary to perform trial and error in order to generate an appropriate sampling point immediately. Therefore, according to the present invention, it is possible to perform a simulation of a semiconductor in a short time.

【0085】また、本発明では、ユーザが試行錯誤して
サンプリング点を設定するのではなく、パラメータのば
らつき情報から常に適切なサンプリング点が生成される
ので、常に精度良く半導体特性についてのシミュレーシ
ョンを行うことが可能となる。
Further, according to the present invention, since the user does not set sampling points by trial and error, but always generates appropriate sampling points from parameter variation information, simulation of semiconductor characteristics is always performed with high accuracy. It becomes possible.

【0086】また、本発明では、補間関数から任意のサ
ンプリング点における半導体特性を算出するという統計
的な手法を用いているので、固体中のキャリアの輸送現
象を精度良くモデル化することが困難な、極微細化され
た半導体素子等についても、精度良くシミュレーション
を行うことができる。
Also, in the present invention, since a statistical method of calculating semiconductor characteristics at an arbitrary sampling point from an interpolation function is used, it is difficult to accurately model a carrier transport phenomenon in a solid. Also, simulation can be performed with high accuracy even for extremely miniaturized semiconductor elements and the like.

【0087】以上のように、本発明によれば、半導体の
シミュレーションを精度良く、しかも短時間で行うこと
ができるので、半導体の開発や設計等を効率良く行うこ
とが可能となる。その結果、半導体の開発や設計等に要
するコストを大幅に低減することが可能となる。
As described above, according to the present invention, a simulation of a semiconductor can be performed with high accuracy and in a short time, so that development and design of a semiconductor can be efficiently performed. As a result, costs required for semiconductor development, design, and the like can be significantly reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】シミュレーション装置の一構成例を示すブロッ
ク図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a simulation apparatus.

【図2】本発明を適用した半導体のシミュレーション方
法の流れを示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing a flow of a semiconductor simulation method to which the present invention is applied.

【図3】2種類のパラメータがあるときのサンプリング
点の分布を模式的に示す図である。
FIG. 3 is a diagram schematically showing distribution of sampling points when there are two types of parameters.

【図4】3種類のパラメータがあるときのサンプリング
点の分布を模式的に示す図である。
FIG. 4 is a diagram schematically showing distribution of sampling points when there are three types of parameters.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シミュレーション装置、 2 入力設定モジュー
ル、 3 サンプリング点自動生成モジュール、 4
シミュレータ投入モジュール、 5 シミュレーション
計算モジュール、 6 出力/表示モジュール、 7
データベース管理モジュール、 8 入力装置、 9
出力装置
1 simulation device, 2 input setting module, 3 sampling point automatic generation module, 4
Simulator input module, 5 Simulation calculation module, 6 Output / display module, 7
Database management module, 8 input devices, 9
Output device

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体特性に影響する1以上のパラメー
タについて、各パラメータのばらつきの程度を示すばら
つき情報を設定する工程と、 上記ばらつき情報に基づいて、複数のサンプリング点を
生成する工程と、 上記複数のサンプリング点における半導体特性をそれぞ
れ算出する工程と、 上記各サンプリング点における半導体特性に基づいて、
各パラメータと半導体特性との関係を示す補間関数を求
める工程と、 上記補間関数から、任意のサンプリング点における半導
体特性を算出する工程と、 を少なくとも含むことを特徴とする半導体のシミュレー
ション方法。
A step of setting variation information indicating a degree of variation of each parameter for one or more parameters affecting semiconductor characteristics; a step of generating a plurality of sampling points based on the variation information; Calculating the semiconductor characteristics at each of the plurality of sampling points, based on the semiconductor characteristics at each of the sampling points,
A method for simulating a semiconductor, comprising: at least a step of obtaining an interpolation function indicating a relationship between each parameter and a semiconductor characteristic; and a step of calculating a semiconductor characteristic at an arbitrary sampling point from the interpolation function.
【請求項2】 上記ばらつき情報として、各パラメータ
毎に少なくとも、 ばらつきの中心の値であるセンター値と、 ばらつきにより最も大きくなったときの値である最大ば
らつき値と、 ばらつきにより最も小さくなったときの値である最小ば
らつき値と、 当該パラメータの値として想定される最大の値である最
大値と、 当該パラメータの値として想定される最小の値である最
小値と、 を設定することを特徴とする請求項1記載の半導体のシ
ミュレーション方法。
2. The variation information includes, for each parameter, at least a center value that is a value of the center of the variation, a maximum variation value that is a value when the variation becomes the largest, and a value that is the smallest when the variation is made. A minimum variation value that is the value of the parameter, a maximum value that is the maximum value assumed as the value of the parameter, and a minimum value that is the minimum value assumed as the value of the parameter. The method for simulating a semiconductor according to claim 1.
【請求項3】 上記パラメータの種類をN個としたと
き、上記複数のサンプリング点として少なくとも、 各パラメータのセンター値からなる1つのサンプリング
点と、 1つのパラメータについては最大値からなり、他のパラ
メータについてはセンター値からなるN個のサンプリン
グ点と、 1つのパラメータについては最小値からなり、他のパラ
メータについてはセンター値からなるN個のサンプリン
グ点と、 各パラメータの最大ばらつき値及び最小ばらつき値を組
み合わせた2N 個のサンプリング点と、 を生成することを特徴とする請求項2記載の半導体のシ
ミュレーション方法。
3. When the number of types of the parameters is N, the plurality of sampling points include at least one sampling point including a center value of each parameter, and one parameter includes a maximum value. For each parameter, N sampling points consisting of center values, one parameter consists of minimum values, and for the other parameters, N sampling points consisting of center values, and the maximum variation value and minimum variation value of each parameter 3. The method according to claim 2, wherein 2 N sampling points and the combination are generated.
【請求項4】 上記補間関数を応答曲面法によって求め
ることを特徴とする請求項1記載の半導体のシミュレー
ション方法。
4. The semiconductor simulation method according to claim 1, wherein said interpolation function is obtained by a response surface method.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005114724A (en) * 2003-10-03 2005-04-28 Global Nuclear Fuel Americas Llc Method of reactor simulation
WO2012094859A1 (en) * 2011-01-12 2012-07-19 中国科学院微电子研究所 Method for predicting device performance and optimizing device structure
WO2012097585A1 (en) * 2011-01-20 2012-07-26 中国科学院微电子研究所 Analysis method of device electrical properties correlation and optimization method of device structure

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