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JP3099464B2 - 遅延計算装置 - Google Patents
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JP3099464B2 - 遅延計算装置 - Google Patents

遅延計算装置

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JP3099464B2
JP3099464B2 JP03281705A JP28170591A JP3099464B2 JP 3099464 B2 JP3099464 B2 JP 3099464B2 JP 03281705 A JP03281705 A JP 03281705A JP 28170591 A JP28170591 A JP 28170591A JP 3099464 B2 JP3099464 B2 JP 3099464B2
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capacitance value
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路のトラ
ンジスタの遅延計算に利用する。本発明は、拡散層の面
積以外にその拡散層の周囲長も考慮して遅延計算を行い
容量値を正確に計算することができる遅延計算装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体集積回路のトランジスタの
遅延計算は、レイアウトパラメータ抽出プログラム(以
下LPEという)でレイアウトデータより容量値と抵抗
値とトランジスタサイズとを計算して回路シミュレーシ
ョン用ネットリストを作成し、そのネットリストを用い
て回路シミュレーションを行い、遅延値を計算するのが
主流となっている。図5に従来の遅延計算のフローチャ
ートを示す。
【0003】本来、遅延計算は拡散層の容量計算を行う
ときに、側面容量と底面容量を用いて計算を行ってい
る。図6(a)および(b)にトランジスタの全体図を
示す。31は半導体基板、32はドレイン、33はソー
ス、34はゲート、35はドレイン32の拡散層底面、
36はドレイン32の拡散層周囲端である。本来の遅延
計算に使用する拡散層の容量計算方式を図6に示すトラ
ンジスタを例に説明する。
【0004】まず、拡散層底面35に単位面積当たりの
容量値を掛けて底面容量を求める。次に、拡散層周囲端
36に単位周囲長当たりの容量値を掛けて側面容量を求
める。この底面容量側面容量を加算したものが拡散層
の容量値である。
【0005】しかしながら、従来のLPEを用いた容量
計算方式では、図6に示す拡散層底面35に単位面積当
たりの容量値を掛けた底面容量以外は求めることができ
ず、側面容量を考慮することができなかった。そのため
に、拡散層の容量値は本来の容量値より小さくなってし
まう問題があった。従来の容量計算方式では、側面容量
に相当する容量値を求めるのに単位面積当たりの容量値
を大きくして拡散層の容量値の補正が行われていた。
【0006】例えば、図6に示す例の場合に、本来の容
量計算方式によれば、C:拡散層の容量値、S:拡散層
の底面、k1 :単位面積当りの容量値、l:拡散層の周
囲長、k2 :単位周囲長当りの容量値としたときに、 C=S×k1 +l×k2 により求められるが、さらに精度よく計算するために単
位面積当たりの容量値を補正するための係数k3 を用い
て、 C=S×k3 3 =(S×k1 +l×k2 )/S により求められていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の遅延計
算方式に使用する容量計算方式では、すべての拡散層の
大きさが一定である場合は誤差が小さくてすむが、各ト
ランジスタの拡散層の大きさが異なる場合、底面容量に
対する側面容量の割合が拡散層の形状によって異なるの
で、ある拡散層に対して補正した単位面積当たりの容量
値を他の大きさの異なる拡散層に対してそのまま使用す
ると誤差が大きくなり、そのため拡散層ごとに人手で単
位面積当たりの容量値を補正しなければならない問題が
あった。
【0008】ここで、従来の遅延計算方式に使用する容
量計算方式を用いて、図7(a)および(b)に示す大
きさの異なる二つのトランジスタの底面容量と側面容量
の割合を比較してみる。
【0009】容量計算式はC=S×k3 であり、前述し
たようにk3 は単位面積当たりの容量値を補正した値で
3 =(S×k1 +l×k2 )/Sで表される。また、
Cは拡散層の容量値、Sは拡散層底面、lは拡散層の周
囲長、k1 は単位面積当たりの容量値、k2 は単位周囲
長当たりの容量値である。また、図7において41は一
辺がaのドレインの拡散層底面、42は一辺が10aの
ドレインの拡散層底面、43はゲート、44はソースと
し、ドレイン側に注目すると、ドレインの拡散層底面4
1についての容量は、C=S×k1 +l×k2よりC=
2 1 +4ak2 により求められる。ここで、a2
1 は底面容量、4ak2 は側面容量に相当する。したが
って、底面容量と側面容量の割合は4/a・kとなる。
ここでk=k2 /k1 である。
【0010】また、ドレインの拡散層底面42について
の拡散層の容量はC=S×k1 +l×k2 よりC=10
0a2 1 +40ak2 により求められる。100a2
1 は底面容量、40ak2 は側面容量に相当する。底
面容量と側面容量の割合は2/5a・kである。
【0011】このドレインの拡散層底面41と42との
底面容量と側面容量の割合を比較してみると、拡散層の
大きさが異なることにより明らかに底面容量と側面容量
の割合が異なることがわかる。従って、どちらか一方の
拡散層に合わせて単位面積当たりの容量値の補正を行っ
た場合、すなわち、係数k3 =(a2 ×k1 +4a×k
2 )/a2 =k1 +4/a・k2 を両者に適用すると、
もう一方の拡散層の容量値の誤差が大きくなってしまう
ことになる。
【0012】本発明はこのような問題を解決するもの
で、拡散層の容量値をより正確に計算することができる
装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、入力手段、出
力手段、記憶手段、および遅延計算手段を備えた遅延計
算装置において、前記遅延計算手段に、トランジスタ部
の図形抽出を行う図形抽出手段と、拡散層の図形の底面
Sを求める底面算出手段と、図形の論理演算処理により
底面SをΔdだけわずかに変化させ底面S′を生成する
底面生成手段と、底面Sと底面S′の差からリング状の
図形を求める図形生成手段と、単位周囲長当たりの容量
変化分Δdで割った値をリング状の図形の面積に掛
け側面容量を計算する側面容量計算手段と、底面Sの面
積に単位面積当たりの容量値を掛け底面容量を計算する
底面容量計算手段と、側面容量と底面容量とを加算し、
拡散層の容量を求める加算手段とを備えたことを特徴と
する。
【0014】
【作用】まず、トランジスタ部の図形抽出を行い、拡散
層の図形の底面Sを求め、さらに、図形の論理演算処理
により底面SをΔdだけわずかに変化させて底面S′を
生成する。次いで、底面Sと底面S′の差からリング状
の図形を求め、単位周囲長当たりの容量値変化分Δd
で割った値をリング状の図形の面積に掛け、側面容量を
計算するとともに、底面Sの面積に単位面積当たりの容
量値を掛け底面容量を計算する。この側面容量と底面容
量を加算して拡散層の容量値を計算する。
【0015】これにより、拡散層の大小にかかわらずそ
の容量値を正確に求めることができる。
【0016】
【実施例】次に、本発明実施例を図面に基づいて説明す
る。図1は本発明実施例の構成を示すブロック図であ
る。
【0017】本発明実施例は、入力手段2、出力手段
3、記憶手段4、および遅延計算手段1を備え、遅延計
算手段1に、トランジスタ部の図形抽出を行う図形抽出
手段11と、拡散層の図形の底面Sを求める底面算出手
段12と、図形の論理演算処理により底面SをΔdだけ
わずかに変化させ底面S′を生成する底面生成手段13
と、底面Sと底面S′の差からリング状の図形を求める
図形生成手段14と、単位周囲長当たりの容量値変化
分Δdで割った値をリング状の図形の面積に掛け側面容
量を計算する側面容量計算手段15と、底面Sの面積に
単位面積当たりの容量値を掛け底面容量を計算する底面
容量計算手段16と、側面容量と底面容量とを加算し、
拡散層の容量を求める加算手段17とを備える。
【0018】次に、このように構成された本発明実施例
の処理動作について説明する。
【0019】まず、図3に示すトランジスタを例に第一
実施例の動作について説明する。図3中51はゲート、
Sはドレインの拡散層底面、S1 はドレインの拡散層を
わずかに小さくした底面、54はリング状図形、55は
ソースを示す。ここでは、ドレインの拡散層に注目して
説明する。
【0020】まずレイアウトデータから拡散層底面Sの
図形を求める。この図形を論理演算処理によりΔdだけ
わずかに小さくする。ここでの図形の論理演算処理と
は、図形に対しAND、OR、拡大/縮小などの処理を
行うような演算処理をいう。なお、Δdは底面Sの図形
に対し十分小さい値とする。拡散層底面Sをわずかに小
さくした図形が底面S1 である。
【0021】次に、拡散層底面Sと底面S1 との差を求
め、さらにリング状図形54を求める。このリング状図
形54に係数k2 ′を掛ける。ここで係数k2 ′はk
2 ′=k2 ÷Δdで表され、単位周囲長当たりの容量値
2 Δdで割った値である。リング状図形54にk
2 ′を掛ける理由は、リング状図形54は面積をもった
図形であり、単に単位周囲長当たりの容量値を掛けたの
では正確なリング状の容量値は求めることができない。
従って単位周囲長にΔdを掛けることによって単位面積
当たりの容量値とし、これにリング状図形54の面積を
掛けることによってリング状図形54の容量値を求め、
これを拡散層の側面容量とする。
【0022】次いで、拡散層底面Sに単位面積当たりの
容量値k1 を掛けて底面容量を求める。そして側面容量
と底面容量を足し合わせることによって拡散層の容量値
を求める。
【0023】このように、底面の大きさをわずかに変化
させてその変化分の面積を拡散層の周囲長容量に変換す
ることにより、側面容量を求めることができる。従っ
て、本発明の容量計算方式により求めた容量値は本来の
容量値と比較しても誤差はほとんどなくなり、遅延計算
においても正確な遅延値を計算することができる。
【0024】図4は本発明第二の実施例を示す図であ
り、前述の第一実施例と異なる点は、拡散層の底面をΔ
dだけわずかに大きくした点である。ここで、61はゲ
ート、Sはドレインの拡散層底面、S2 はドレインの拡
散層底面、l1 はリング状の図形、l2 はコの字型の図
形、66はソースである。この第二実施例ではドレイン
の拡散層に注目して説明する。
【0025】まず、拡散層底面Sを図形の論理演算処理
によりΔdだけわずかに大きくする。なお、Δdは拡散
層底面Sの図形に対し充分小さい値とする。これが底面
2 である。この底面S2 から拡散層底面Sを引いたリ
ング状の図形をl1 とする。
【0026】次に、図形の論理演算処理によってゲート
61と接している部分を取り除き、コの字型の図形l2
を求める。ゲートと接している部分を取り除いた理由
は、LDD構造をとる場合ゲート61と接している部分
の容量はゲート61と接していない部分の容量より小さ
いため全周囲長より側面容量を計算すると本来の容量値
より大きくなってしまうためである。
【0027】その後、コの字型の図形l2 に単位周囲長
当たりの容量値Δdで割った値k2 ′を掛けることに
よってコの字型の容量値を求め、これを側面容量とす
る。次いで、拡散層底面Sに単位面積当たりの容量値k
1 を掛けて底面容量を求める。この第二の実施例ではゲ
ート61と接している部分を取り除いているため、前述
の第一実施例と比較すると実際の容量値よりやや小さめ
の値を求める結果となる。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、拡
散層の底面と拡散層の底面をわずかに変えたものとの差
を拡散層の周囲長とすることにより、底面積容量以外は
求めることができないLPEツールを用いても、側面容
量を計算し本来の拡散層の容量値を求めることができ、
また、拡散層の大きさが異なる場合でも周囲長を求めて
側面容量を計算することができるので、拡散層の大小に
かかわらず拡散層の容量値を常に正確に求めることがで
きる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例の構成を示すブロック図。
【図2】本発明実施例の処理動作の流れを示すフローチ
ャート。
【図3】本発明第一実施例を説明するためのトランジス
タの構成を示す図。
【図4】本発明第二実施例を説明するためのトランジス
タの構成を示す図。
【図5】従来例の処理動作の流れを示すフローチャー
ト。
【図6】(a)は遅延計算方式を説明するために使用す
るトランジスタの全体を示す平面図、(b)はその側面
断面図。
【図7】(a)および(b)は、遅延計算方式を説明す
るために使用する大きさの異なる二つのトランジスタを
示す図。
【符号の説明】
1 遅延計算手段 2 入力手段 3 出力手段 4 記憶手段 11 図形抽出手段 12 底面算出手段 13 底面生成手段 14 図形生成手段 15 側面容量計算手段 16 底面容量計算手段 17 加算手段 31 半導体基板 32 ドレイン 33、44、55、66 ソース 34、43、51、61 ゲート 35、41、42、S 拡散層底面 36 拡散層周囲端 54、l1 リング状の図形 l2 コの字型の図形 S1 、S2 底面

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力手段、出力手段、記憶手段、および
    遅延計算手段を備えた遅延計算装置において、 前記遅延計算手段に、 トランジスタ部の図形抽出を行う図形抽出手段と、 拡散層の図形の底面Sを求める底面算出手段と、 図形の論理演算処理により底面SをΔdだけわずかに変
    化させ底面S′を生成する底面生成手段と、 底面Sと底面S′の差からリング状の図形を求める図形
    生成手段と、 単位周囲長当たりの容量値変化分Δdで割った値をリ
    ング状の図形の面積に掛け側面容量を計算する側面容量
    計算手段と、 底面Sの面積に単位面積当たりの容量値を掛け底面容量
    を計算する底面容量計算手段と、 側面容量と底面容量とを加算し、拡散層の容量を求める
    加算手段とを備えたことを特徴とする遅延計算装置。
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