(57)【要約】【課題】回路信頼性のシミュレーション方法及びシステムを提供する。【解決手段】該方法及びシステムは、一定期間動作後の薄膜トランジスタの素子パラメータの変動を演算し、該変動に応じて、回路シミュレーションに回路信頼性解析を追加するために、オペレーションタイミング波形を演算する。これにより、回路のオペレーションをより現実的に評価することができる。【選択図】図1
2008042161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの薄膜トランジスタを有する複数の回路素子を備える回路の信頼性シミュレーション方法であって、
前記回路素子の一部の素子パラメータ及び回路構造を入力し、
信頼性モデルパラメータ及び信頼性影響パラメータに応じて、信頼性シミュレーションモジュールを用いて前記薄膜トランジスタの前記素子パラメータの変動を演算し、
該変動に応じて前記薄膜トランジスタの前記素子パラメータ又は前記回路構造を変更し、
回路シミュレーションモジュールにより前記回路のオペレーションタイミング波形を演算することを特徴とする回路信頼性シミュレーション方法。
【請求項２】
前記素子パラメータ及び前記回路構造を入力した後、前記回路シミュレーションモジュールにより前記薄膜トランジスタのゲート、ソース及びドレインのオペレーションタイミング波形を演算することを特徴する請求項１に記載の回路信頼性シミュレーション方法。
【請求項３】
前記変動の演算における前記信頼性影響パラメータは、前記薄膜トランジスタの前記ゲート、前記ソース及び前記ドレインの前記オペレーションタイミング波形を有することを特徴とする請求項２に記載の回路信頼性シミュレーション方法。
【請求項４】
前記信頼性影響パラータは、実用温度及び動作時間を有することを特徴とする請求項１に記載の回路信頼性シミュレーション方法。
【請求項５】
前記信頼性影響パラータは、動作時間及び前記オペレーションタイミング波形を有することを特徴とする請求項１に記載の回路信頼性シミュレーション方法。
【請求項６】
前記薄膜トランジスタの前記回路構造を変える工程は、前記薄膜トランジスタの前記回路構造を変更するために、前記回路に等価回路素子を加えることであることを特徴とする請求項１に記載の回路信頼性シミュレーション方法。
【請求項７】
前記等価回路素子は、前記薄膜トランジスタの前記素子パラメータの前記変動に等しくなるように用いられ、前記等価回路素子は、等価電源、等価抵抗、等価電流源又は等価キャパシタを有することを特徴とする請求項６に記載の回路信頼性シミュレーション方法。
【請求項８】
前記信頼性モデルパラメータを得るために、前記薄膜トランジスタの前記素子パラメータの変化を経時的に演算することを特徴とする請求項１に記載の回路信頼性シミュレーション方法。
【請求項９】
前記薄膜トランジスタは、アルモファスシリコン薄膜トランジスタを有することを特徴とする請求項１に記載の回路信頼性シミュレーション方法。
【請求項１０】
前記薄膜トランジスタの前記素子パラメータは、しきい電圧、ドレイン電流及びリーク電流を有することを特徴とする請求項１に記載の回路信頼性シミュレーション方法。
【請求項１１】
少なくとも一つの薄膜トランジスタを有する複数の回路素子を備える回路の信頼性シミュレーション方法であって、
前記回路素子の一部の素子パラメータ及び回路構造を入力し、
時間変化パラメータ回路シミュレーションモジュールを用意し、
該時間変化パラメータ回路シミュレーションモジュールを用いて前記回路のオペレーションタイミング波形を演算することを特徴とする回路信頼性シミュレーション方法。
【請求項１２】
前記時間変化パラメータ回路シミュレーションモジュールは、前記回路の前記オペレーションタイミング波形及び前記薄膜トランジスタの前記素子パラメータの変動を演算するために用いられることを特徴とする請求項１１に記載の回路信頼性シミュレーション方法。  
【請求項１３】
前記変動に影響を及ぼす要素は、実用温度及び動作時間を有することを特徴とする請求項１２に記載の回路信頼性シミュレーション方法。
【請求項１４】
前記変動に影響を及ぼす要素は、動作時間及び前記オペレーションタイミング波形を有することを特徴とする請求項１２に記載の回路信頼性シミュレーション方法。
【請求項１５】
前記薄膜トランジスタは、アルモファスシリコン薄膜トランジスタを有することを特徴とする請求項１１に記載の回路信頼性シミュレーション方法。
【請求項１６】
前記薄膜トランジスタの前記素子パラメータは、しきい電圧、ドレイン電流及びリーク電流を有することを特徴とする請求項１１に記載の回路信頼性シミュレーション方法。
【請求項１７】
少なくとも一つの薄膜トランジスタを有する複数の回路素子を備える回路の信頼性をシミュレーションするシステムであって、
前記回路の回路構造を示すために用いられた回路ネットリストと、
前記回路の前記回路素子のそれぞれの素子パラメータを示すために用いられた素子モデルパラメータデータと、  
前記回路構造及び前記素子パラメータに応じて、前記回路のオペレーションタイミング波形を演算するための回路シミュレーションモジュールと、
信頼性モデルパラメータ及び信頼性影響パラメータに応じて前記薄膜トランジスタの前記素子パラメータの変動を演算するための信頼性シミュレーションモジュールとを備え、
該信頼性シミュレーションシステムは、前記変動に応じて前記薄膜トランジスタの前記素子パラメータ又は前記回路構造を変更し、前記回路シミュレーションモジュールにより前記回路の前記オペレーションタイミング波形を再演算することを特徴とする。
【請求項１８】
前記回路シミュレーションモジュールにより演算された前記回路の前記オペレーションタイミング波形は、前記薄膜トランジスタのゲート、ソース及びドレインのオペレーションタイミング波形を有し、前記信頼性影響パラメータは、前記薄膜トランジスタの前記ゲート、前記ソース及び前記ドレインの前記オペレーションタイミング波形を有することを特徴とする請求項１７に記載の回路信頼性シミュレーションシステム。
【請求項１９】
前記信頼性影響パラメータは、実用温度及び動作時間を有することを特徴とする請求項１７に記載の回路信頼性シミュレーションシステム。
【請求項２０】
前記信頼性影響パラメータは、動作時間及び前記オペレーションタイミング波形を有することを特徴とする請求項１７に記載の回路信頼性シミュレーションシステム。
【請求項２１】
前記薄膜トランジスの前記回路を変更するために、前記信頼性シミュレーションモジュールは、等価回路素子を前記回路に加えることを特徴とする請求項１７に記載の回路信頼性シミュレーションシステム。
【請求項２２】
前記等価回路素子は、前記薄膜トランジスタの前記素子パラメータの変動に等しくなるように用いられ、前記等価回路素子は、等価電源、等価レジスタ、等価電流源又は等価キャパシタを有することを特徴とする請求項２１に記載の回路信頼性シミュレーションシステム。
【請求項２３】
前記回路信頼性モジュールパラメータは、前記薄膜トランジスタの前記素子パラメータの変化を経時的に測定することにより前記信頼性モデルパラメータを得ることを特徴とする請求項１７に記載の回路信頼性シミュレーションシステム。
【請求項２４】
前記薄膜トランジスタは、アルモファスシリコン薄膜トランジスタを有することを特徴とする請求項１７に記載の回路信頼性シミュレーションシステム。
【請求項２５】
前記薄膜トランジスタの前記素子パラメータは、しきい電圧、ドレイン電流及びリーク電流を有することを特徴とする請求項１７に記載の回路信頼性シミュレーションシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路信頼性のシミュレーション方法及びそのシステムに関し、特に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の素子パラメータの変動をシュミレーションする信頼性シミュレーション方法及びそのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイでは、アクティブマトリックス液晶ディスプレイの各サブピクセルが、各ピクセルのグレイスケールを正確に制御するためのスイッチとして機能する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を必要とする。従って、アクティブマトリックス液晶ディスプレイは、大規模な高解像度ディスプレイに広く用いられている。そのため、ディスプレイ市場では、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ（ＴＦＴ−ＬＣＤ）は、主流の製品であり、ノート型コンピュータ、デジタルカメラ及び高画質テレビに広く用いられている。
【０００３】
近年、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイの研究及び開発に投資する製造業者が増加している。薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ（ＴＦＴ-ＬＣＤ）の開発過程において、回路のオペレーションタイミング波形及びオペレーション電流をシミュレーションするため及び求めるために、しばしば、薄膜トランジスタの素子モデル及びシミュレーションプラットフォームが用いられている。しかしながら、既存の素子モデル及びシミュレーションプラットフォームは、信頼性解析を行わない。すなわち、回路が一定期間動作した後、素子パラメータ（例えば、しきい電圧及びリーク電流）は薄膜トランジスタの駆動電圧、伝導電流及び実用温度の影響により変化する。これにより、回路のオペレーション又はディスプレイの画質が影響を受けやすくなる。
【０００４】
例えば、ディスプレイが一定期間使用された後、集積駆動回路の薄膜トランジスタのバイアスにより、薄膜トランジスタのしきい電圧が変化し、薄膜トランジスタのドレイン電流が漂流する。その結果、薄膜トランジスタの原動力が不十分になり、駆動回路が機能しなくなり、ディスプレイが誤った画像を生成してしまう。
【０００５】
Ｒ＆Ｄ過程において回路の信頼性解析が行われないと、素子特性が一定期間の動作後に変化し、回路動作が経時的に変化する。更に、製品の品質に関連する多くの予測不可能な問題が将来的に生じる可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）素子におけるホットキャリアの信頼性のシミュレーション方法が、Ｕ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ  Ｎｏ．５，６１５，３７７、Ｕ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ  Ｎｏ．６，５４１，２８５及びＵ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ  Ｎｏ．６，０２０，７３５に開示されている。上記特許に開示された方法によると、ＣＭＯＳ素子の基板電流を測定することにより年齢パラメータが推定され、これにより、素子の寿命が得られる。しかしながら、上記米国特許は、ＣＭＯＳ素子の信頼性解析に限定されている。従って、回路シミュレーションにおいて、他の素子（例えば、薄膜トランジスタ）の信頼性解析は行われない。
【０００７】
従って、本発明の少なくとも一つの目的は、回路信頼性解析を追加するために、回路における薄膜トランジスタの素子パラメータの変動を演算し、薄膜トランジスタの素子パラメータ又は回路構造を変えることによる回路信頼性のシミュレーション方法を提供することである。
【０００８】
本発明の少なくとも別の目的は、回路のオペレーションタミング波形を演算し、回路の信頼性を判断するために、時間変化パラメータを有する回路シミュレーションモジュールを利用することによる回路信頼性のシミュレーション方法を提供することである。
【０００９】
また、本発明の少なくとも別の目的は、回路信頼性解析を追加するために、回路における薄膜トランジスタの素子パラメータ又は回路構造が信頼性シミュレーションモジュールにより変わるように、回路信頼性をシミュレーションするシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の目的に応じて上述及び他の効果を達成するために、ここで実施され広く記載されているように、本発明は、回路信頼性のシミュレーション方法を提供する。前記回路は複数の回路素子を有し、該回路素子は少なくとも薄膜トランジスタを有する。まず、前記回路素子の一部の素子パラメータ及び回路構造が入力される。その後、信頼性モデルパラメータ及び信頼性影響パラメータに応じて、前記薄膜トランジスタの素子パラメータの変動を演算するために、信頼性シミュレーションモジュールが用いられる。次に、その変動に応じて、前記薄膜トランジスタの素子パラメータ及び素子構造が変更される。最後に、前記回路のオペレーションタイミング波形が回路シミュレーションモジュールにより演算される。
【００１１】
また、本発明は、別の回路信頼性のシミュレーション方法を提供する。前記回路は、複数の回路素子を有する。該回路素子は、少なくとも一つの薄膜トランジスタを有する。まず、前記回路素子の一部の素子パラメータ及び回路構造が入力される。その後、時間変化パラメータ回路シミュレーションモジュールが用意される。該時間変化パラメータ回路シミュレーションモジュールは、前記回路のオペレーションタイミング波形を演算するために用いられる。
【００１２】
更に、本発明は、回路信頼性をシミュレーションするためのシステムを提供する。前記回路は複数の回路素子を有し、該回路素子は少なくとも一つの薄膜トランジスタを有する。シミュレーションシステムは、ネットリスト、素子モデルパラメータデータ、回路シミュレーションモジュール及び信頼性シミュレーションモジュールを有する。回路ネットリストは、前記回路の回路構造を示すために用いられる。素子モデルパラメータデータは、各回路素子の素子パラメータを示すために用いられる。回路シミュレーションモジュールは、回路構造及び素子パラメータに応じて、前記回路のオペレーションタイミング波形を演算するために用いられる。信頼性シミュレーションモジュールは、信頼性モデルパラメータ及び信頼性影響パラメータに応じて前記薄膜トランジスタの素子パラメータの変動を演算するために用いられる。その変動に応じて、信頼性シミュレーションシステムは、前記薄膜トランジスタの素子パラメータ又は回路構造を変更する。その後、回路シミュレーションモジュールにより、前記回路のオペレーションタイミング波形が演算される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、薄膜トランジスタの素子パラメータの変動を演算することにより、回路の信頼性解析が回路シミュレーションに追加されるため、回路設計者が回路のオペレーションをより現実的にシミュレーションすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
上述の一般的な説明及び以下の詳細な説明は、例示的なものであり、請求の範囲に記載された発明の更なる説明を提供することを意図とする。
【００１５】
添付図面は、本発明の更なる理解を提供するために含まれ、この明細書の一部を構成するために組み込まれる。図面は、本発明の実施例を示し、説明と共に、本発明の原理を説明する役割を果たす。
【００１６】
本発明の好ましい実施例を詳細に説明するために、添付図面に示される例に符号を用いる。同一又は同様の部分を可能な限り参照するために、同一符号を、図面及び説明に用いる。
【実施例】
【００１７】
現在では、回路におけるさまざまなノードの電圧及び電流の数値シミュレーションが普及してきているため、汎用回路シミュレーションプログラム、例えば、ＳＰＩＣＥ(Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｐｒｏｇｒａｍ ｗｉｔｈ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｅｍｐｈａｓｉｓ)が開発されている。しかしながら、このシミュレーションプログラムには素子信頼性解析は含まれていない。従って、本発明の実施例は、回路信頼性のシミュレーション方法を提供する。また、この方法は、一定期間の動作後の素子特性の変化による回路のオペレーション波形の変化を考慮している。以下に、素子特性の変化を示すために薄膜トランジスタが用いられた本発明を説明するためのいくつかの実施例について述べる。しかしながら、これは、本発明の範囲を限定するものではない。
【００１８】
図１は、本発明の一つの実施例による回路信頼性をシミュレーションするためのステップを示すフローチャートである。本実施例では、シミュレーション回路は、例えば、複数の回路素子を有する。回路素子は、少なくとも一つの薄膜トランジスタを有する。薄膜トランジスタは、例えば、アモルファスシリコン薄膜トランジスタ又は別のタイプの薄膜トランジスタである。ここでは、シミュレーション回路は図２に示す通りとする。図２の回路は、薄膜トランジスタ２１０を有する。
【００１９】
まず、図１に示されたように、回路素子の一部の素子パラメータ及び回路構造が入力される（ステップＳ１１０）。本実施例では、素子パラメータは、例えば、トランジスタのしきい電圧、リーク電流及びドレイン電流を含む。あるいは、ステップＳ１１０において、回路素子のモデル数が直接入力される。ステップＳ１１０で入力された回路構造は、回路の回路素子及び入力信号タイミング波形の間の接続関係を含む（例えば、図２のタイミング波形Ｏｕｔｎ-１、Ｃｌｋ１及びＣｌｋ２）。
【００２０】
その後、薄膜トランジスタのゲート、ソース及びドレインのオペレーションタイミング波形が回路シミュレーションモジュールにより演算される（ステップＳ１２０）。本実施例では、回路シミュレーションモジュールは、例えば、ＳＰＩＣＥ回路シミュレーションプログラムである。ＳＰＩＣＥ回路シミュレーションプログラムは、回路のさまざまなノードでの電圧及び電流を演算するためにすでに入力された素子パラメータ及び回路構造を利用する。ステップＳ１２０では、回路における薄膜トランジスタ２１０の３つのターミナル（ゲート、ソース及びドレイン）でのオペレーションタイミング波形が取得され、３つのターミナルのバイアスのデューティサイクルが演算される。
【００２１】
薄膜トランジスタの３つのターミナルのオペレーションタイミング波形が演算された後、信頼性シミュレーションモジュールを用いて信頼性モデルパラメータ及び信頼性影響パラメータに応じて薄膜トランジスタの素子パラメータの変動が演算される（ステップＳ１３０）。信頼性影響パラメータは、薄膜トランジスタの素子パラメータに変化をもたらす要素であり、例えば、薄膜トランジスタの実用温度、時間、電圧、伝導電流、湿度、圧力及び照明条件を含む。
【００２２】
本実施例では、図２に示された薄膜トランジスタ２１０の素子パラメータの変動は考慮されているものとする。また、薄膜トランジスタ２１０の素子パラメータは、動作時間、実用温度及び薄膜トランジスタ２１０の３つのターミナルに印加される電圧に影響される。更に、薄膜トランジスタ２１０のしきい電圧は例として用いられ、所定の式はしきい電圧の変動を演算するために用いられる。その式は、例えば、以下のとおりである。
式(1)
2008042161.tif 000003
2008042161.tif 000004
式（１）において、 
2008042161.tif 000005
, 
2008042161.tif 000006
,
2008042161.tif 000007
, 
2008042161.tif 000008
,
2008042161.tif 000009
,
2008042161.tif 000010
この場合、ＶＧ＋及びＶＧ−は、薄膜トランジスタのゲートの正バイアス及び負バイアスを示し、ＶＴＯは薄膜トランジスタの原しきい電圧を示し、tは薄膜トランジスタのバイアス期間を示し、Ｄｃは電圧のデューティ周期を示し、ＶＧ＋、Ｔ＋及びＴ−は、正バイアス及び負バイアスの温度効果を示し、Ｔは薄膜トランジスタの実用温度を示し、Ｒｓiは薄膜トランジスタの抵抗を示し、Cｓiはインスレータのキャパシタンスであり、ＶＤは薄膜トランジスタのドレインでのバイアスであり、ｔＯＮは、ＶＧ＋が高電圧レベルの場合のパルス幅であり、Ｌは薄膜トランジスタのチャンネルの長さであり、ＬＯは、薄膜トランジスタのゲート及びソース/ドレイン間の重複長さである。
【００２３】
上記式では、
2008042161.tif 000011
は８つの信頼性シミュレーションパラメータであり、信頼性シミュレーションパラメータは、例えば、薄膜トランジスタのしきい電圧及びリーク電流などの素子パラメータの変化を経時的に実際に測定することにより得られる。その後、信頼性モデルパラメータを得るべく上記式に適合するように数値解析が行われる。
【００２４】
次に、薄膜トランジスタの素子パラメータの変動に応じて、薄膜トランジスタの素子パラメータが変更される（ステップＳ１４０）。本実施例では、薄膜トランジスタの動作時間、電圧及び温度の影響により、ステップＳ１１０で入力された薄膜トランジスタの素子パラメータがすでに変更されている。従って、ステップＳ１４０において、薄膜トランジスタの素子パラメータが再入力される（又は、ステップＳ１１０での薄膜トランジスタの素子パラメータが変更される）。薄膜トランジスタ２１０のしきい電圧の変動はステップＳ１１０ですでに演算されているため、薄膜トランジスタ２１０のしきい電圧はステップＳ１４０で変更される。
【００２５】
最終的に、シミュレーション回路のオペレーションタイミング波形が回路シミュレーションモジュールにより演算される（ステップＳ１５０）。本実施例では、回路シミュレーションモジュールは、例えば、ＳＰＩＣＥ回路シミュレーションプログラムである。ＳＰＩＣＥ回路シミュレーションプログラムは、回路のさまざまなノードの電圧及び電流を再演算するために、変更された薄膜トランジスタの素子パラメータ及び最初に入力された回路構造を利用する。ここで、例えば、図２に示された回路の出力ターミナルの出力信号Ｏｕｔｎは、図３に示された通りである。図３では、地平座標は時間を示し、鉛直座標は出力信号Ｏｕｔｎの電圧を示す。実線は、ＳＰＩＣＥ回路シミュレーションプログラムにより最初に演算された出力信号Ｏｕｔｎのタイミング波形を示す。破線は、薄膜トランジスタの素子パラメータの変動を演算した後、ＳＰＩＣＥ回路シミュレーションプログラムにより演算された出力信号Ｏｕｔｎのタイミング波形を示す。
【００２６】
ステップＳ１５０で操作タイミング波形を演算した後、回路が一定期間使用された場合の電流及び電圧のエラーを見つけることができる。これにより、シミュレーション回路の一定期間の動作後シミュレーション回路が正常に動作することができるか否かを判断することができる。
【００２７】
以下に、この分野の技術に精通している人が本発明を容易に利用することができるように、回路信頼性のシミュレーション方法を説明する別の実施例について述べる。
【００２８】
図４は、本発明の別の実施例による回路信頼性をシミュレーションするためのステップを示すフローチャートである。本実施例では、シミュレーション回路は、例えば、複数の回路素子を有する。該回路素子は、少なくとも１つの薄膜トランジスタを有する。薄膜トランジスタは、例えば、アモルファスシリコン薄膜トランジスタ又は他の種類の薄膜トランジスタである。ここでは、シミュレーション回路は、薄膜トランジスタ２１０を有する図２に示されたものとする。
【００２９】
まず、図４に示されたように、回路素子の一部の素子パラメータ及び回路構造が入力される（ステップＳ４１０）。その後、薄膜トランジスタのゲート、ソース及びドレインのオペレーションタイミング波形が回路シミュレーションモジュールにより演算される（ステップＳ４２０）。信頼性モデルパラメータ及び信頼性影響パラメータに応じて、信頼性シミュレーションモジュールを用いて薄膜トランジスタの素子パラメータの変動が演算される（ステップＳ４３０）。ステップＳ４１０〜Ｓ４３０は図１のステップＳ１１０〜Ｓ１３０と同じであるため、詳細な説明は省略する。
【００３０】
次に、薄膜トランジスタの素子パラメータの変動に応じて、薄膜トランジスタの回路構造が変更される（ステップＳ４４０）。本実施例では、薄膜トランジスタの回路構造の変更方法により、等価回路素子が薄膜トランジスタの素子パラメータの変動と同じになるように、例えば、等価回路素子は予めシミュレーションされた回路に加えられる。等価回路素子は、等価電源、等価抵抗、等価電流源又は等価キャパシタを有する。この場合、ステップＳ４３０で演算されたしきい電圧が増加すると、ステップＳ４４０での薄膜トランジスタ２１０のしきい電圧の増加に等しくなるように、元の薄膜トランジスタ２１０のゲートが図５に示すように等価電源５１０に連結される。更に、ステップＳ４４０では、薄膜トランジスタ２１０の回路構造が再入力される（又はステップＳ４１０入力された回路構造が変更される）。
【００３１】
最後に、シミュレーション回路のオペレーションタイミング波形が回路シミュレーションモジュールにより演算される（ステップＳ４５０）。ステップＳ４５０は図１のステップＳ１５０と同じであるため、詳細な説明は省略する。
【００３２】
しなしながら、この分野に精通している人は、上記実施例が同時に使用されると、薄膜トランジスタの素子パラメータの変動が演算され、その後、その変動に応じて薄膜トランジスタの素子パラメータ又は回路構造が変化のために選択されることに気づくであろう。
【００３３】
シミュレーション回路が一定期間動作した後、シミュレーション回路が正常に動作することができるか否かを判断することができるように、薄膜トランジスタの信頼性解析が元の回路シミュレーションに加えられることが上記実施例から分かるであろう。以下に、この分野の技術に精通している人が本発明を容易に利用することができるように、回路信頼性のシミュレーション方法を説明する実施例を示す。
【００３４】
図６は、本発明の他の実施例による回路信頼性をシミュレーションするためのステップを示す。図６に示されたように、本発明のシミュレーション回路は、例えば、複数の回路素子を有する。該回路素子は、少なくとも一つの薄膜トランジスタを有する。薄膜トランジスタは、例えば、アルモファスシリコン薄膜トランジスタ又は他のタイプの薄膜トランジスタである。
【００３５】
まず、図６に示されたように、回路素子の一部の素子パラメータ及び回路構造が入力される（ステップＳ６１０）。本実施例では、薄膜トランジスタの素子パラメータは、例えば、トランジスタのしきい電圧、リーク電流及びドレイン電流を含む。あるいは、モデル数の回路素子がステップＳ６１０で直接入力される。ステップＳ６１０で入力される回路構造は、回路素子間の接続関係を含む。
【００３６】
次に、時間変化パラメータ回路シミュレーションモジュールを用意する（ステップＳ６２０）。本実施例では、時間変化パラメータ回路シミュレーションモジュールは、回路のオペレーションタイミング波形を演算するために用いられる。更に、時間変化パラメータ回路シミュレーションモジュールは、時間変化薄膜トランジスタパラメータモデルを有する。該モデルは、薄膜トランジスタの素子パラメータの変動を演算することができる。薄膜トランジスタの素子パラメータを変える要素は、実用温度、動作時間及びオペレーションタイミング波形を含む。
【００３７】
最後に、時間変化回路シミュレーションモジュールを用いてシミュレーション回路のオペレーションタイミング波形が演算される（ステップＳ６３０）。ステップＳ６３０では、回路のオペレーションタイミング波形の変化を直接もたらす薄膜トランジスタの素子パラメータの変動が演算されている。すなわち、回路が一定期間動作した後、回路が正常に動作することができるか否かを判断することができるように、ステップＳ６３０で演算されたオペレーションタイミング波形には、薄膜トランジスタの信頼性解析がすでに含まれている。
【００３８】
上記３つの実施例では、すでに、回路信頼性をシミュレーションするための可能な状況について記載されているが、この分野の技術に精通している人は、回路シミュレーションプログラムのデザインが製造業者の間で異なることがわかる。従って、本発明の出願は、そのような可能な状況に限定されない。すなわち、回路素子の素子パラメータの変動をシミュレーションし且つ回路の動作をシミュレーションするために変動を利用する回路シミュレーションは、本発明の精神に適合するとみなすべきである。以下に、この分野の技術に精通している人が本発明を容易に利用することができるように、システムに係るいくつかの実施例について述べる。
【００３９】
図７は、本発明の一つの実施例による回路信頼性をシミュレーションするためのシステムである。該システムは、回路のシミュレーション及び回路のオペレーションタイミング波形の推定に用いられる。該回路は複数の回路素子を有する。該回路素子は、少なくとも一つの薄膜トランジスタ又は他の種類の薄膜トランジスタを有する。
【００４０】
図７に示されたように、信頼性シミュレーションシステム７００は、ネットリスト７１０、素子モデルパラメータデータ７２０、回路シミュレーションモジュール７３０及び信頼性シミュレーションモジュール７４０を有する。図７では、回路ネットリスト７１０は、回路の回路構造を示す。素子モデルパラメータデータ７２０は、回路の回路素子の素子パラメータを示す。本実施例では、薄膜トランジスタの素子パラメータは、例えば、トランジスタのしきい電圧、リーク電流及びドレイン電流である。回路構造は、例えば、回路素子間の接続関係を含む。
【００４１】
回路ネットリスト７１０に示された回路構造及び素子モデルパラメータデータ７２０に示された素子パラメータに応じて、回路シミュレーションモジュール７３０は、回路のオペレーションタイミング波形を演算する。信頼性シミュレーションモジュール７４０は、信頼性モデルパラメータ及び信頼性影響パラメータに応じて、薄膜トランジスタの素子パラメータの変動を演算する。信頼性影響パラメータは、薄膜トランジスタの素子パラメータに変化をもたらす要素であり、信頼性影響パラメータは、例えば、薄膜トランジスタの実用温度、時間、電圧、伝導電流、湿度、圧力及び照明条件を含む。信頼性モデルパラメータは、薄膜トランジスタの素子パラメータの変化を経時的に測定することにより得られる。
【００４２】
信頼性シミュレーションシステム７００は、演算された素子パラメータの変動に応じて素子モデルパラメータデータ７２０の薄膜トランジスタの素子パラメータを変える。その後、回路のオペレーションタイミング波形が、回路シミュレーションモデル７３０により再演算される。
【００４３】
本実施例では、回路シミュレーションモジュール７３０は、例えば、薄膜トランジスタのゲート、ソース及びドレインのオペレーションタイミング波形を演算する。信頼性シミュレーションモジュール７４０は、薄膜トランジスタのゲート、ソース及びドレインのオペレーションタイミング波形、動作時間及び実用温度を考慮して、薄膜トランジスタの素子パラメータの変動を演算する。これにより、回路シミュレーションモジュール７３０が回路のオペレーションタイミング波形を再演算及び回路シミュレーションに信頼性解析を追加することできるように、素子モデルパラメータデータ７２０の薄膜トランジスタの素子パラメータが変更される。
【００４４】
以下に、この分野の技術に精通している人が容易に本発明を利用することができるように、回路信頼性をシミュレーションするためのシステムを説明する他の実施例について述べる。
【００４５】
図８は、本発明の一つの実施例による回路信頼性をシミュレーションするための他のシステムを示す。該システムは、回路のシミュレーション及び回路のオペレーションタイミング波形の推測に用いられる。該回路は、複数の回路素子を有する。該回路素子は、少なくとも一つの薄膜トランジスタ又は他の種類の薄膜トランジスタを含む。
【００４６】
図８に示されたように、信頼性シミュレーションシステム８００は、素子モデルパラメータデータ８１０、回路ネットリスト８２０、回路シミュレーションモジュール８３０及び信頼性シミュレーションモジュール８４０を有する。素子モデルパラメータデータ８１０、回路ネットリスト８２０、回路シミュレーションモジュール８３０及び信頼性シミュレーションモジュール８４０は、図７に示されたものと同様であるので、それらの説明は省略する。
【００４７】
図８に示された信頼性シミュレーションシステム８００と図７に示された信頼性シミュレーションシステム７００との間の主要な違いは、信頼性シミュレーションモジュール８４０が回路ネットリスト８２０に連結されていることである。従って、信頼性シミュレーションモジュール８４０が素子パラメータの変動を演算すると、回路ネットリスト８２０の回路構造が変更される。その後、回路のオペレーションタイミング波形が回路シミュレーションモジュール８３０により再度演算される。
【００４８】
本実施例では、回路シミュレーションモジュール８３０は、例えば、薄膜トランジスタのゲート、ソース及びドレインのオペレーションタイミング波形を演算する。信頼性シミュレーションモジュール８４０は、薄膜トランジスタのゲート、ソース及びドレインのオペレーションタイミング波形、作動時間及び実用温度を考慮して薄膜トランジスタの素子パラメータの変動を演算する。その後、薄膜トランジスタの素子パラメータの変化と等しくなるように、等価回路素子がシミュレーション回路に追加される。回路シミュレーションモジュール８３０は、回路のオペレーションタイミング波形を再演算し、信頼性解析を回路シミュレーションに加える。上記等価回路素子は、等価電源、等価抵抗、等価電流源又は等価キャパシタを含む。
【００４９】
要約すると、本発明は、回路設計者がより現実的に回路の操作を推測することができるように、回路をシミュレーションするために回路の信頼性解析を加える。また、上記実施例から、本発明を従来の回路シミュレーションプログラムを用いて実行することができることが推定することができるであろう。すなわち、回路シミュレーションプログラムを利用する回路設計者が呼び出しプログラムを直接用いて回路の信頼性を解析することができるように、本願発明に係る方法及びシステムを呼び出しブログラムとして記載することができる。
【００５０】
本発明の範囲又は精神から逸脱しない限り、本発明の構造に種々の改良及び変形が施されることは、当業者にとって明らかである。上記を考慮して、本発明は、以下の請求項及びその均等の範囲に含まれる変形例や改良例を含む。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一つの実施例による回路信頼性をシミュレーションするためのステップを示すフローチャートである。
【図２】本発明の一つの実施例による回路図である。
【図３】本発明の一つの実施例による回路出力信号のタイミング波形を示す図である。
【図４】本発明の別の実施例による回路信頼性をシミュレーションするためのステップを示すフローチャートである。
【図５】本発明の一つの実施例による追加等価回路を示す回路図である。
【図６】本発明の別の実施例による回路信頼性をシミュレーションするためのステップを示すフローチャートである。
【図７】本発明の一つの実施例による回路信頼性をシミュレーションするためのシステムを示す。
【図８】本発明の一つの実施例による回路信頼性をシミュレーションするための別のシステムを示す。
【符号の説明】
【００５２】
２１０  薄膜トランジスタ
５１０  等価電源
７００、８００  信頼性シミュレーションシステム
７１０、８２０  回路ネットリスト
７２０、８１０  素子モデルパラメータデータ
７３０、８３０  回路シミュレーションモジュール
７４０、８４０  信頼性シミュレーションモジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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