【誤訳訂正書】
【提出日】平成19年6月8日(2007.6.8)
【誤訳訂正１】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【書類名】明細書
【発明の名称】集積回路の電気的挙動分析法
【特許請求の範囲】
【請求項１】モノリシック集積回路の少なくとも特定のセルの電気的挙動を分析する方法において、該方法は、以下のａ）〜ｄ）のステップを含むことを特徴とする方法。
ａ）既知のレイアウト又は回路図解析プログラムによって、
ａ１）能動的及び受動的構成部分と寄生構成部分とを考慮に入れた関連するセルの微細モデルと、
ａ２）複合抵抗の形をとる受動的構成部分のみを考慮に入れた、前記集積回路の少なくとも残りの部分の粗めモデルと、
をそれぞれ備える、前記集積回路全体のレイアウト又は回路図の代わりとなる微細−粗めコンピュータモデルが作成されるステップ；
ｂ）前記微細−粗めコンピュータモデルとして、微細シミュレーションが、特に動作温度や供給電圧のような所定の動作パラメータを事前に設定することにより実行され、前記セルの微細モデルの少なくとも１つの入力が少なくとも１つの刺激信号として作用し、これによって前記微細−粗めコンピュータモデルの前記セル及び／または集積回路の出力端子に生成された信号パターンがサンプリング及び記録されるステップ；
ｃ）関連する各回路ノードに対して、前記記録された関連信号パターンの周波数スペクトルが、スペクトル分析法により生成されるステップ；
ｄ）前記周波数スペクトルが、格納されている周波数スペクトル評価マスタパターンとの比較により評価されるステップ：
【請求項２】前記ステップａ）の前に、次のｅ）及びｆ）のステップが実行されるとともに、ステップｆ）で記録される刺激信号が前記ステップｂ）における微細シミュレーションにおいて使用されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
ｅ）既知のレイアウトまたは回路図解析プログラムによって、粗めシミュレーションコンピュータモデルが、前記集積回路の全体から、前記回路の能動的構成部分のみをそれぞれ考慮に入れたモデルによって、前記集積回路全体のレイアウト又は回路図の代わりとして生成されるステップ；
ｆ）所定の動作パラメータが事前に設定されると共に、粗めシミュレーションコンピュータモデルの入力端子に所定の信号形式のテスト信号が与えられ、続いて、前記粗めシミュレーションコンピュータモデルの関連するセルの入力端子及び／または出力端子に現れるアナログ応答信号が、刺激信号として記録及び格納されることによって、粗めシミュレーションが実行されるステップ：
【請求項３】請求項１または２に記載の方法において、前記集積回路のセルの電磁放射の挙動を改善するために、プログラム制御された反復ルーチン及びセルの所定の機能限界の検討により：ｇ）セルの微細モデルの回路パラメータが、意図的に変更され；
ｈ）ステップｂ）〜ｄ）が、そこから現れる修正された微細−粗めコンピュータモデルとして繰り返され；
ｉ）修正された微細−粗めコンピュータモデルにより得られるそれぞれの評価結果が、先の微細−粗めコンピュータモデルにより得られた評価結果と比較され；
ｊ）微細モデルの回路パラメータの先の変更が前記セルの電磁放射の挙動を改善させたか、あるいは悪化させたかが、比較結果によって確かめられ；
ｋ）反復ルーチンが、前記セルの微細モデルの回路パラメータの変更を繰り返すことにより継続され、その回路パラメータ変更は、先の確認結果に従って、先の回路パラメータ変更と同一または反対の方向へと、それぞれの回路パラメータ変更により得られる電磁放射の挙動の変化量が所定の閾値を下回るまで実行される；ことを特徴とする方法。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の方法において、残りの集積回路のモデルに加えて粗めモデルを作るために：リード線モデル及び／または電圧供給モデル及び／または入力／出力ストラクチャモデル及び／またはハウジングストラクチャモデル及び／または負荷モデルが、考慮に入れられることを特徴とする方法。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の方法において、ステップａ）及びｅ）が、微細−粗めコンピュータモデル及び粗めシミュレーションコンピュータモデルの回路網リスト記述書の回路レイアウトモデルによる準備をそれぞれ含んでおり、抵抗（Ｒ）、コンデンサ（Ｃ）及びインダクタンス（Ｌ）の形をとる受動的及び寄生素子と、トランジスタ及びダイオードの形をとる能動的素子とを考慮に入れていることを特徴とする前記方法。
【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の方法において、ステップｅ）による粗めシミュレーションが、粗めシミュレーションコンピュータモデルの動作モードを可能な限り周期的にする試験信号により実行されることを特徴とする方法。
【請求項７】請求項１〜６のいずれかに記載の方法において、模範的な動作のための動作変数が、ステップｂ）及びｆ）中で事前に設定されていることを特徴とする方法。
【請求項８】請求項１〜７のいずれかに記載の方法において、最も悪い動作条件のための動作パラメータが、ステップｂ）及びｆ）中に存在することを特徴とする方法。
【請求項９】請求項１〜８のいずれかに記載の方法において、ステップｂ）の範囲内で、集積回路の少なくとも１つの出力回路ノードに現れる信号パターンが、記録されることを特徴とする方法。
【請求項１０】請求項１〜９のいずれかに記載の方法において、ステップｂ）の範囲内でのサンプリングが、サンプリング定理によって要求されるサンプリング周波数と少なくとも同じサンプリング周波数で実行されることを特徴とする方法。
【請求項１１】請求項１０に記載の方法において、サンプリングが、サンプリング定理によって要求されるサンプリング周波数の少なくとも５倍のサンプリング周波数で実行されることを特徴とする方法。
【請求項１２】請求項１〜１１のいずれかに記載の方法において、分析される信号パターンが、ステップｃ）でフーリエ変換されることを特徴とする方法。
【請求項１３】請求項１〜１１のいずれかに記載の方法において、分析される信号パターンが、ステップｃ）でＺ変換されることを特徴とする方法。
【請求項１４】請求項１〜１３のいずれかに記載の方法において、ステップａ）で微細モデルを準備する範囲内で、まず、２つの回路ノードの間に存在する寄生素子のそれぞれが、従来のプログラム制御された抽出法により、複合インピーダンスの形で抜き出され、次に前記インピーダンスが、コンピュータプログラムにより、分布定数インピーダンス素子による等価回路網へと変換されることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、集積回路の電磁放射の挙動を改善するために利用される、モノリシック集積回路の電気的挙動の分析方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
非常に高い集積度を有する近年のモノリシック半導体集積回路のほとんどはあまりに複雑なことから、その設計及び電気的挙動の分析の双方のために、また、ある程度の最適化のために、コンピュータプログラムが使用される。例えば、電気回路図または機能ブロック回路図を、それにより半導体集積回路のためのレイアウトが形成されるレイアウト情報へと変換可能なコンピュータプログラムが存在する。他方で、シミュレーションコンピュータモデルを、集積回路の回路図またはレイアウトから準備することができるコンピュータプログラムが存在し、それによれば、コンピュータモデルによりシミュレートされたこの回路や回路部品の挙動及び／または反応を、確かめたり試験したりすることができる。
【０００３】
例えば、ＡＭＰＳ（サイジングによる電力の自動最小化：Automatic  Minimization  Of  Power  through  Sizing）と名づけられたコンピュータプログラムにより、デジタルＣＭＯＳ回路を電力、動作速度及びチップ上の必要スペースの各要件について最適化することができる。このプログラムでは、トランジスタの大きさの自動的な変更が可能であり、すなわち、ユーザが決定した電力、速度及びチップ面積の各要件に関する目標値に最適に合致する組合せを見つけ出すために、集積回路の設計の機能性を変更することなくトランジスタを拡大及び／または縮小することができる。このコンピュータプログラムは、一方では集積回路のセル設計に適しており、他方では集積回路の設計終了時に、所望の目標値が実際に満たされているかどうか、あるいは更なる改良が必要かどうかを検証するために使用することができる。
【０００４】
半導体集積回路の場合に重要性が増している問題点は、特定の利用において、半導体構成部分の電源端子及び機能端子の各ピンを介して電磁放射される高周波妨害放射により、他の半導体集積回路との干渉が起こり得る点、あるいは関係する半導体構成部分が、このような高周波妨害放射に関して、放射を感受しやすい点にある。それゆえ、回路開発の中では、高周波電磁放射についての放射の挙動及び／または放射への感受性に関する集積回路の特性をチェックし、最適化する努力が既になされている。
【０００５】
マイケル・ガッツマン（Michael
Gutzmannn）の著書"アナログシステム工学（Analog  System  Engineering）"の第８頁及び第９頁にある、"ＣＭＯＳシステムの同時切替ノイズ（Simultaneous switching noise
of CMOS Systems）"の節では、シミュレーションモデルを作成すると共に、例えば回路シミュレーションプログラムＳＰＩＣＥがその中で使用されるようなシミュレーションを行う方法について述べられている。Ｒ、Ｌ、Ｃ、Ｇ行列を準備することにより、最初に全体の集積回路またはそのセル１個のみのいずれかの電気的パラメータが抽出され、Ｉ／Ｏ回路（入力／出力回路）のモデルだけでなく端子脚及び接続リード線をも含んだパッケージの電気回路網が作成され、また例えばプログラムＳＰＩＣＥによる回路シミュレーションが同じ行列に基づいて行われる。回路シミュレーションは、集積回路またはセルの関連する全ての回路ノードにおける電流パターンの時間的な記録の形をとる、いわゆる過渡波形をそれぞれ生じさせる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この既知の方法が、完成した集積回路のモデリング及びシミュレーションのために使用される場合には、比較的粗めのモデルしか作成することができない。なぜならば、今日使用されている形式の高度な集積回路は、あまりに複雑なため、仮に、比較的微細なシミュレーションモデルと、シミュレーションで得られた信号パターンに対して相応に高いサンプリングレートを使用することによる十分に高い分解能とを必要とするような、全体の集積回路のための良好なシミュレーション結果を獲得できたとしても、実際に利用するためには、高速コンピュータの使用によっても演算時間が遥かに長くかかりすぎるからである。およそ２〜３ヶ月の演算時間を覚悟しなければならない。
【０００７】
実際の利用にあたって従前通り容認し得る演算時間を得るためには、高度に単純化されているか、粗めのシミュレーションモデル及び／または遅いサンプリングレートによる非常に乏しい分解能を使用しなければならない。いずれによっても、必要とされる演算時間は短縮されるが、たいていの場合、ほとんど容認し得ないような完全に誤った結果にしかならない。
【０００８】
この他に、全体の集積回路ではなく集積回路のセル、すなわち抽出された機能ブロックのみについて、シミュレーションモデルを準備することも可能である。これにより、実際に、微細なシミュレーションモデルと高いサンプリングレートの使用による高い分解能とを備えた演算時間が、一層受容し得るようになる。ところが、シミュレートされたセルの全体環境、すなわち集積回路の残りの部分、パッケージ変数、Ｉ／Ｏストラクチャ、リード線ストラクチャ、供給電圧ストラクチャなどが、集積回路のシミュレートされたセルの機能に対して相当な影響を有するにもかかわらず検討事項から完全に除かれているため、シミュレーション結果は、また非常に不正確である。
【０００９】
このような問題は、本発明により解決される。特に、実際の利用にあたって容認し得る演算時間でのシミュレーションが可能となり、集積回路の関連するセルの特に電磁妨害放射に関する機能的挙動について、十分に限定された報告が与えられる。
【００１０】
この目的のため、本発明は請求項１に記載された方法を可能にしており、この方法は、従属する各請求項を通じて一層拡張される。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の主要な思想は、シミュレーションのために、関連するセルについての微細モデル部分と残りの集積回路についての粗めモデル部分とから成る混合モデルを使用することであり、粗めモデル部分に対しては、リード線モデル、及び／または電圧供給モデル、及び／または入力／出力ストラクチャモデル、及び／またはパッケージストラクチャモデル、及び／または負荷モデルを付加できることが望ましい。粗めモデル部分を準備するためには、複合抵抗の形をとる受動的構成部分のみが考慮に入れられることに対して、能動的構成部分、受動的構成部分及び寄生構成部分は、微細モデル部分を作成するために考慮に入れられる。
【００１２】
その結果生じる微細−粗めコンピュータモデルは、一方では、高分解能の精度と実際に利用するための十分に短い演算時間とを有するシミュレーションを実行可能にするための、十分に低い複雑性を示しており、他方では、このセルの電気的挙動の影響を有するセルの電気的環境を、粗めモデル部分を介して十分に考慮に入れている。
【００１３】
モデルの準備とシミュレーションのためには、例えば抽出用のプログラムＤＲＡＣＵＬＡ及びかなり以前から試されているシミュレーション用のプログラムＳＰＩＣＥのような、既知のコンピュータプログラムを使用することができる。
【００１４】
従来のシミュレーション方法は、通常、傾斜したパルスエッジを持つ刺激パルスの形をとるデジタル刺激信号を使用する。ところが、このような刺激信号は、実際に発生する信号の形からあまりにかけ離れていることが多いため、良好なシミュレーション結果の達成と相反する。
【００１５】
本発明による方法の特に好適な実施例においては、最初にその能動的構成部分のみを考慮に入れた全体の集積回路の粗めシミュレーションコンピュータモデルを作成し、そして、事前に設定された所定の動作パラメータと粗めシミュレーションコンピュータモデルの入力端子へと送られる所定の信号波形の試験信号とにより前記モデルの助けを借りて粗めシミュレーションを実行することで、微細−粗めコンピュータモデルによるさらに現実的な刺激信号を利用可能にし、かつそのときに粗めシミュレーションコンピュータモデルの関連するセルの入力及び／または出力端子に現れているアナログ応答信号を、その後の微細シミュレーション中に刺激信号として使用される刺激信号の形で記録及び格納するステップが、厳密な意味での微細シミュレーションよりも先に行われる。プログラムＤＲＡＣＵＬＡは、例えば、粗めシミュレーションコンピュータモデルを抽出するために使用され、粗めシミュレーションには、例えばプログラムＥＬＤＯやプログラムＥＰＩＣのような、混合モードシミュレータを使用することができる。
【００１６】
本発明の方法は、集積回路の関連するセルの電磁放射の挙動を改善するために有利に使用されるものであり、プログラム制御された反復ルーチン及びセルの所定の機能限界の検討により実行されるセルの微細モデルの意図的な変更と、繰り返し行われる微細シミュレーション及びその評価と、先の変更が良いまたは悪い結果を与えたかどうかを考慮に入れた微細モデルの新たな変更を伴いつつ、セルの電磁放射の挙動に関するこのような変更の結果が所定の閾値よりも低くなるまで繰り返し行われる反復とを伴う。
【００１７】
微細シミュレーションにおいては、また場合により粗めシミュレーションにおいても、動作パラメータに対して模範的な値、あるいは"最も悪い"値、すなわち動作が最悪の場合の期待値を事前に設定することができる。一方で、シミュレーションを模範的な値及び最も悪い値の双方により実行することもできる。
【００１８】
シミュレーション中に現れる信号パターンを記録する際には、サンプリング定理により規定されているサンプリング周波数、すなわち信号パターンに生じている最も高い周波数の少なくとも２倍の高さのサンプリング周波数と、少なくとも同じサンプリング周波数が使用されなければならない。しかし、例えばサンプリング定理により要求されるサンプリング周波数の少なくとも５倍のサンプリング周波数を伴うような、かなり高い分解能が好適である。例えば、０〜１ＧＨｚの周波数領域を伴う信号パターンがサンプリングされる場合には、隣接するサンプリングパルス間の時間間隔が例えば０．２ｎｓであるようなサンプリングレートが好適である。
【００１９】
周期的な信号パターンについては、それぞれの信号パターンの周波数スペクトルを生成するために、フーリエ変換を行うことが望ましい。一様な結果の場合、スペクトル分析は、例えばＺ変換（数値法）のような他の方法により行うこともできる。一方で、信号パターンが一様な結果を表している場合には、そのあとすぐに再びフーリエ変換することができる周期的な信号パターンを得るために、シミュレーションモデルの刺激の周期的な繰り返しを行うことも可能である。
【００２０】
レイアウトの抽出によりコンピュータモデルを準備する通常の抽出方法は、例えば、シミュレーションモデルの２つの回路ノード間にある抵抗値及びノードキャパシタンスのみを決定する。ノードキャパシタンスが、２つの回路ノードのうち１つと関連付けられることに対して、抵抗値は、もう１つの回路ノードと関連付けられる。２つの回路間の電気的距離が双方向接続を生じさせる場合には、一方と他方の回路ノードについて抵抗値及びノードキャパシタンスの片方だけに影響するこの関連付けは、刺激の結果をそれぞれ誤って伝えてしまう。この理由により、本発明の方法の好適な実施例は、レイアウト抽出において、等価回路網を形成する付加ステップ（例えばプログラムＤＩＶＡによるもの）を備えており、その中では、例えば抵抗値及びキャパシタンスが、既知の線路等価回路図にしたがって、いくつかの直列抵抗及び横型コンデンサへと配分される。これは、物理的事実に相当近づき、そのためかなり良いシミュレーション結果が導かれる。
【００２１】
集積回路の出力ステージをシミュレートする際には、そのシミュレーションモデルが、出力が無負荷の状態ではなく、予想される模範的な負荷を考慮してシミュレートされることが望ましい。
【００２２】
本発明は、実施例によりさらに詳細に説明される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明によるシミュレーションを行うための微細−粗めコンピュータまたはシミュレーションモデルの一例を示している。図は、集積回路の微細−粗めシミュレーションモデルを示しており、前記モデルは、その電気的挙動について関連するセルＺの微細モデルを備えており、前記セルは、内部入力／出力Ｉ／ＯＺを有すると共に以下の構成部分の粗めモデルを備えている。
・集積回路ＩＣのチップの残りの部分ＺＲの粗めモデル；
・電圧供給モデルである粗めモデルＶＤＤ及びＶＳＳ；
・セルＺへのリード線を考慮に入れたリード線モデルである粗めモデルＺＬ；
・集積回路ＩＣの外部入力／出力端子を考慮に入れた入力／出力ストラクチャモデルであるＩ／ＯＩＣ；
・パッケージの電気的パラメータと集積回路のパッケージ線路とを考慮に入れるためのパッケージモデルである粗めモデルＭＰ；及び
・集積回路の外部負荷を表している粗めモデルＬＯＡＤ。
【００２４】
本発明の方法の好適な実施例は、以下の通りである。
【００２５】
１．最初に、全体の集積回路から、ダイオード及びトランジスタといった、その能動的構成部分のみに注目した粗めシミュレーションコンピュータモデルが作成される。この目的のために、従来のコンピュータプログラを使用することができ、例えば、集積回路の能動的構成部分のみに注目する前述のプログラムＤＲＡＣＵＬＡによれば、回路レイアウトを抽出する形で回路網リスト記述書が作成される。その後、この粗めシミュレーションコンピュータモデルにより、粗めシミュレーションが実行される。粗めシミュレーション実行の際には、使用される抽出プログラム及び使用されるシミュレーションプログラムの各パラメータだけでなく、特に動作温度及び供給電圧のような、いくつかの動作パラメータが事前に設定される。そして、粗めシミュレーションコンピュータモデルの入力端子に所定の信号波形の試験信号が作用する。これらにより、粗めシミュレーションコンピュータモデルの関連する入力及び／または出力端子にアナログ応答信号が生じて、続く微細シミュレーションのための刺激信号として記録及び格納される。これらの刺激信号は、集積回路の電気的挙動の粗め考察を既に含んでおり、そのため、試験信号の入力によりその前に粗めシミュレーションを開始させることなく微細シミュレーションが開始される場合と比較して、続く微細シミュレーションにかなり良く適合すると共に相当良好なシミュレーション結果をもたらす。
【００２６】
２．その後、微細−粗めコンピュータまたはシミュレーションモデルが作成される。例えば、始めに、関連するセルＺの微細モデルを準備する。準備を開始する際には、回路レイアウト抽出の助けを借りて回路網リスト記述書をもたらす従来のコンピュータプログラムを再び利用することができる。しかし、これは、微細モデルをもたらすために、能動的構成部分（例えば、トランジスタ及びダイオード）だけでなく、その受動的構成部分（抵抗、コンデンサ、インダクタンス）及び集積回路の半導体チップ上の幾何学的配列により生じる全ての寄生構成部分（同様に、抵抗、コンデンサ及びインダクタンスの形で表される）をも含んでいる。これにより、図１において微細−粗めコンピュータモデルのセルＺとして示されている部分が形成される。
【００２７】
３．微細−粗めコンピュータモデルを完成させるためには、粗めモデルＺＲ、ＺＬ、ＶＤＤ、ＶＳＳ、Ｉ／ＯＩＣ、ＭＰ及びＬＯＡＤがさらに準備される。この目的のために、回路レイアウト抽出の助けを借りた回路網リスト記述書のための従来のコンピュータプログラムを再び使うことができるが、この場合には、複合抵抗の形の受動的回路構成部分のみが考慮に入れられる。
【００２８】
シミュレーションモデルのための回路網リスト記述書中に、能動的構成部分のみ、受動的構成部分のみまたは寄生構成部分を含む全構成部分のうちのどれを含めるかの選択は、例えば、個々の回路レイアウト抽出に関して、回路網リストに挿入したいそれぞれの構成部分のみを許容するフィルタによって行うことができる。
【００２９】
パッケージ粗めモデルを準備するためのパッケージ分析においては、集積回路のパッケージの等価回路図が、ＲＬＣ回路網の形で作成されることが望ましく、等価回路図の個々の構成要素の値は、計測に基づいている。モデルは、パッケージの各端子ピンについて作成される。
【００３０】
４．図１に対応する微細−粗めシミュレーションモデルの準備が完了すると、微細シミュレーションがこのモデルを介して実行される。微細シミュレーション実行の際には、例えば先の粗めシミュレーションと同一の動作パラメータが事前に設定されると共に、粗めシミュレーション中に記録及び格納された粗めシミュレーションコンピュータモデルの応答信号が、刺激信号として使用される。この点において、微細−粗めシミュレーションモデルのできる限り多くの部分が、刺激されたセルＺを起こり得る全ての種類の電気的条件で生じさせるように、刺激(stimulation)によって活性化される。これに関しては、一時的な影響と、定常状態においてのみ生じる影響及び反応とのいずれもが考慮される。
【００３１】
５．微細−粗めシミュレーションモデルの関連する位置においては、刺激信号により生成された信号パターンが、サンプリング及び記録される。集積回路ＩＣから離れている回路ノード、すなわち最後の回路ノードに生じる信号パターンを、これらが集積回路のチップの外部環境へと送られる前に記録することが望ましい。これらの信号パターンの記録は、それにより高い分解能及び良好なシミュレーション結果を得るために、できる限り高いサンプリングレート、望ましくはサンプリング定理により要求されるサンプリングレートの５倍のサンプリングレートで行われる。
【００３２】
６．その後、微細−粗めシミュレーションモデルの記録及び格納された信号パターンのスペクトル分析が、望ましくはフーリエ変換の助けを借りて行われ、これにより、サンプリング及び記録された信号パターンの周波数スペクトルが作成される。スペクトル分析の際には、例えばプログラムＸＥＬＧＡのような"波形ポストプロセッサ（waveform
postprocessor）"を使用することができる。この点については、サンプリング周波数及びサンプリング回数のようなスペクトル分析のために重要なパラメータを考慮に入れなければならない。
【００３３】
周波数領域の表示は、両対数目盛で行われることが望ましく、その中には、複素振幅の大きさ及び位相が表される。
【００３４】
７．シミュレーション結果の評価は、個々の信号パターンの周波数スペクトル表示における妨害振幅を査定することにより行われ、その中では、起こり得るＨＦ放射について個々の回路ノードの特性を計測するための基準を、妨害振幅のレベルが表している。評価及び査定は、例えば既知のＶＤＥガイドラインや既知の米国ＳＡＥ規格にしたがって実行される。
【００３５】
８．セルの妨害放射の挙動の改善は、検査される回路を意図的に変更してステップ１．〜７．をもう一度実行することにより達成される。
【００３６】
図２〜図４においては、モデル抽出が、ＣＭＯＳインバータの簡単な例に基づいてさらに詳細に説明される。
【００３７】
図２に示された形式のＣＭＯＳインバータは、チャネル型が逆になっている２個の直列接続型ＭＯＳトランジスタＭ１及びＭ２を備えており、これらは、電圧供給源の２個の電圧供給端子ＶＤＤ及びＶＳＳの間に接続されている。トランジスタＭ１及びＭ２の双方のゲート端子は、入力端子Ａと共通接続されており、これらのドレーン端子は、出力端子Ｂと共通接続されている。理想的なパルスであるという仮定に基づく図２では、入力端子Ａに与えられる方形パルスにより、出力端子Ｂに、反転出力パルス、すなわちインバータの理想的な伝送特性が生じている。
【００３８】
図３は、図２に示された形式のインバータにおいて取り得るレイアウトを示している。ＭＯＳトランジスタＭ１及びＭ２は、太い線によって囲まれている。一方では電圧供給のためのものであり、他方では２個のトランジスタＭ１及びＭ２のゲート領域及びドレーン領域を入力端子Ａ及び出力端子Ｂと接続するためのものである導電性トラックは、それぞれ斜線により示されている。
【００３９】
図４は、図３に示されたレイアウトを有するインバータの簡単な抽出モデルを示している。能動的構成部分Ｍ１及びＭ２に加えて、抵抗及びコンデンサのみが抽出モデルに含まれている。より正確なモデルは、付加的なコンデンサと、それに加えてインダクタンスとを備えることができ、これらはトランジスタＭ１及びＭ２の寄生構成部分であってもよい。更なる改良は、伝導理論にしたがって（例えば、プログラムＤＩＶＡにより）受動素子を分割することで与えられる。
【００４０】
図４の抽出モデルにおいては、本質的に金属導電性トラックによって構成される線路抵抗、すなわち、端子Ａ及びＢと接続している線路の線路抵抗ＲＡ及びＲＢだけでなく、ソースのリード線抵抗ＲＳ１及びＲＳ２、ドレーンのリード線抵抗ＲＤ１及びＲＤ２、ゲートのリード線抵抗ＲＧ１及びＲＧ２も考慮されている。これに加えて、共通のドレーン端子と接地線路（ＶＳＳ）との間にコンデンサＣが示されている。
【００４１】
抽出モデルにおけるこのような抵抗及びコンデンサの考慮によって、このモデルの場合に理想的な方形波パルスを入力端子Ａに送るシミュレーションは、対応する理想的な反転出力パルスではなく、特有のパルススロープ及び過渡部分を伴う"真の"反転パルスを出力端子Ｂに生じさせる。
【００４２】
今日では、コンピュータプログラムにより、回路図として表現されている集積回路の単一の構成要素または構成要素グループを、対応する回路レイアウトへと自動的に変換することができる。これはまた、このようなレイアウトからコンピュータモデルを準備または抽出する際にも当てはまる。コンピュータプログラムは、動的素子に対して付加されるトランジスタＭ１及びＭ２の形で表された寄生構成部分を、このようなレイアウトのサンプル及び寸法から確かめると共に、同じ部分を抽出モデル内に含むことができる。
【００４３】
実際に集積回路の関連するセルの分析及び最適化を行う場合、このセルは、図２に示された形式の簡単なインバータよりも遥かに複雑である。しかし、プログラム制御されたレイアウトの作成及び／またはモデル抽出は、基本的に同じやり方で行われる。
【００４４】
図５は、微細シミュレーション中に得られた信号パターンの周波数スペクトルの想定される例を、評価マスタパターンとしての機能を有する評価包絡線と共に示している。ここには、想定される勾配Ｂの包絡線だけでなく、想定される勾配Ａの包絡線も示されている。どちらの勾配が使用されるかに応じて、図５に示された周波数スペクトルを有する信号パターンが、容認され得るか、または容認され得ないかが決まる。
【００４５】
図６〜図９は、本発明のシミュレーション法による電磁妨害放射に関する最適化の前及び後の集積回路のシミュレーションモデルについて、それぞれ異なる位置でシミュレートされた信号パターンを示している。図６及び図８は、最適化の前及び後にシミュレートされた集積回路の出力ドライバの出力端子においてシミュレートされた出力信号をそれぞれ示していることに対して、図７及び図９は、シミュレーションの前及び後の集積回路のシミュレーションモデルの内部電圧供給線路（接地線路）における信号パターンをそれぞれ示している。
【００４６】
図６と図８を比較すると、最適化の最も顕著な効果として、立上り区間及び立下がり区間双方の峻度の明確な減少が示され、これは、このパルス信号内の高周波部分の対応する減少と、それによる高周波妨害放射の対応する減少とを意味している。
【００４７】
図７と図９を比較すると、内部接地線路における妨害電圧信号の振幅が、最適化前の約９０ｍＶから最適化後の約１０ｍＶへと、およそ１０分の１に減少していることが示される。
【００４８】
図１０〜図１３は、集積回路のモデルの出力端子及び内部電圧供給線路においてシミュレーションにより得られた信号パターンの周波数スペクトルをそれぞれ示している。
【００４９】
図１０〜図１２を比較すると、最適化の結果として、出力端子の周波数スペクトルの中間周波数領域における上側包絡線の約２０ｄＢの減少が示される。図１１と図１３の比較から分かるように、妨害放射の同様な低下が、内部電圧供給線路においてシミュレートされた信号に生じている。
【００５０】
こうして本発明の方法は、パラメータ指向のシミュレータにより集積回路を自動的に最適化する。
【００５１】
修正することにより、この方法を、妨害放射に対する集積回路の耐妨害性の確認のために使用することもできる。この場合、集積回路のシミュレーションモデルの、接地線路を含む内部電圧供給線路及び／または外部端子ピンは、関連する場合の機能にとって重要なまたは特有のものであって、これらに対して刺激信号が与えられ、予想とシミュレーション結果とが比較される。記録された信号パターンの周波数スペクトルにより、関連するセルの耐妨害特性が評価される。そのために、周波数が変動されると共に強度及び／または振幅が反復的に変更されるような刺激信号を使用することができる。
【００５２】
集積回路の回路または回路部品を他の半導体技術（回路レイアウトに関する寸法変更を含む）へと変換する前に、シミュレーションモデルの簡単な置き換えによって、その挙動を予め知ることができる。この目的のために、新たなシミュレーションモデルを準備するための新たな抽出を実行するか、または新たな半導体技術と適合するシミュレーションモデルによる評価を行うことができる。
【００５３】
セルへのモジュラー化及び関連するセルの電気的環境を考慮した微細／粗めシミュレーションモデルの使用は、コンピュータの性能が制限される場合にも適用可能な方法により、良好なシミュレーション結果をもたらす。
【００５４】
本発明の方法は、関連するセルの改善が可能であることに加えて、妨害放射の挙動に関する非常に多様な異なるパラメータの影響の中で調査を行うために使用することもできる。この様なパラメータは、例えば、パッケージ変数、入力／出力ストラクチャ、チップ上のＲ、Ｌ、Ｃ回路網、電源回路網、例えばクロックパルスの形成に関するクロック周波数及びクロック方法、技術変数などである。
【００５５】
最後に、これまで挙げてきたコンピュータプログラム及び本発明の方法に適した他のプログラムの販売業者の一覧表を以下に示す。
【００５６】
【表】
1998283398.tif 000001
すべてのプログラムは、いわゆるオンラインマニュアルを含んでおり、世界的に販売及び使用されている。
【００５７】
集積回路の分析及び最適化のためのここで述べた形式の方法は、一方では、回路図及び／またはレイアウト図の形ならびにコンピュータモデルの形の仮想的現実の中にのみ最初は存在する集積回路を、現実、すなわち半導体チップの形への変換よりも先に評価及び最適化するために利用される。現実の半導体チップへの変換は費用及び時間の面で非常に大きな消費を伴うという事実により、仮想的現実の中でのこのような評価及び最適化の手順は、非常に高く評価され、多く利用されるようになっている。この点に関する要望及び目標は、可能な限り最大限の自動化を達成することであるため、本発明による分析及び／または最適化の手順は、物理世界への自動化されたインタフェースを開始側及び終了側の双方に含んでいる自動化されたプログラムルーチンへと組み込まれ、例えば入力側における測定結果や、例えばマスク形成またはレイアウト整形手段といった出力側における製造制御手段が、入力側及び出力側における自動化されたインタフェースを介して、それぞれ本発明の分析及び／または最適化方法と一体化される。こうして、測定手段からマスク形成またはレイアウト整形手段にまで至る連続的なプログラム制御が可能であり、もはや人間によるどんな操作または影響も一切必要としない。
【００５８】
以下では、このようにして完全に自動化された工程のいくつかの実際的な応用について考察する。
【００５９】
仮に集積回路（以下では、一般的にＩＣと略称する）が既に存在するならば、ＩＣの分析及び／または最適化を、本発明の方法の助けにより完全に自動化して行うことができる。例えば、分析及び／または最適化は、ＩＣの電磁妨害放射とそれによるＩＣの個々の端子またはピンにおける影響に関して行われる。
【００６０】
まず始めに、テストＩＣの電磁放射に関するピン選択測定が行われる。このために、９０４０２ニューレムベルグ、ケーニッヒシュトルグラーベン  １１（Konigstorgraben  11、90402  Nuremberg）に在するＺＶＥＩ  ハッヒファーバント  バウエレメンテ  デル  エレクトロニク（ZVEI  Fachverband  Bauelementeder  Elektronik）から１９９５年５月に第１．１版が出版された"集積回路におけるＥＭＥの測定（Measurement  of  EME  in Integrated  Circuits）"の中に記載されている、標準化提案ＶＤＥ  ＡＫ  ７６７．１３／１４．５による測定方法をなるべく使用する。ピン選択測定においては、その妨害放射に関して全てのまたは選択されたピンでの測定が成功するようにピンからピンへの切り換えを自動的に行うロボットを使用することができる。このような測定により、例えば最も高い妨害放射を伴うピンが確認される。ＩＣのどのピンがＩＣのどのセルに接続されているか格納しているデータベースを介して、測定された妨害放射に基づき選択されたピンにどの１個または複数個のセルが属しているか確かめられる。そして、このようにして確かめられたＩＣのセルについて、本発明の方法が行われる。このために、セルが確かめられた後では、ＩＣの選択されたセルについてレイアウトまたは回路図を分析するプログラムを介して微細−粗めコンピュータモデルを準備することも、本発明の分析方法を行うこともできる。この他に、ＩＣの個々のセルについて既に本発明の形式の微細−粗めコンピュータモデルが格納されているデータベースへの供給源を持つこと、及び妨害放射の前記ピン選択測定により確かめられたセルに属するこのデータベースから微細−粗めコンピュータモデルを取り出すことも可能である。この方法は、請求項１に示された方法の分析結果が得られるか、または請求項３に示された方法を介する最適化が達成されるかのいずれかまでに行われる。ソフトウェアについての分析または最適化の結果は、プログラム制御されたＩＣの製造手順、特にマスク形成手順または導電性トラック整形手順を、先の分析または最適化の間に得られる変数により制御するために利用される。
【００６１】
ピン選択測定から、修正されたＩＣまたは製造手順中における現在のＩＣの導電性トラック整形のためのマスク形成に至るまでの全体の手順は、完全に自動化して、すなわち人間によるいかなる操作も伴わずに行うことができる。この点について、プログラムの全体を形成するために、マスク形成またはトラック整形を制御するプログラムだけでなく、ピン選択測定とロボット機能とを制御するプログラム、本発明の分析または最適化プログラムといった個々のプログラム部分を、共通のプログラムインタフェースを介して一体化することができる。そして、多くの場合、一体化された個々のプログラムがピン選択測定からマスク形成またはトラック整形にまで至る全体の手順を完全に自動化されて扱えるようにするため、個々のすでに存在するプログラムに、適切なインタフェース及び／またはプログラムフィルタを与えることが必要である。
【００６２】
この他に、仮想的にのみまたは既に実際に集積されているＩＣの電流消費を評価するために本発明の方法を使用することも可能である。本発明の方法を使用する場合、集積回路のレイアウトまたは回路図は、コンピュータモデルを準備するためのレイアウトまたは回路図分析プログラムによって再度読み込まれる。その後、請求項２に示された方法の形式の粗めシミュレーションが行われる。ＩＣのセルは、電流消費に関して評価された粗めシミュレーション結果に基づいて選択される。電流評価は、時間に関する電流値の変化の形式に基づいて行うことが望ましい。電流消費のみを有するか、または本質的に一定の直流電流の形のみであって、妨害放射を全くまたは事実上まったく生じさせないセルは、その妨害放射の挙動に関するセルの分析または最適化を扱う際に、無視される。一方で、高い及び／または頻繁な電流強度変化による電流消費を有しており、そのため妨害放射を特に高い割合で起こすセルが、分析または最適化のために選択される。そして、微細／粗めコンピュータモデルを伴う本発明のシミュレーション方法は、このようにして選択されたセルのために行われ、その最後には、妨害放射に関して分析または最適化されたセルの変数が決定される。
【００６３】
電流消費を評価するこの方法の最初には、粗めシミュレーション（特に仮想的ＩＣのみが存在する場合）、または既にＩＣが存在する場合の電流消費の測定のいずれかがある。この方法の最後で得られた分析または最適化の結果により、プログラムは、例えば製造される実際のＩＣまたはすでに存在しているＩＣのトラック整形のためのマスク形成といった物理的な特性を再度制御することができる。
【００６４】
ここでは、また、適切なインタフェースを介して個々のプログラム部分を機能的に連続したプログラム全体と一体化することにより、ＩＣ回路図の読み込みまたは電流消費の測定から、マスク形成またはトラック整形にまで至る完全な自動化を与えることもできる。
【００６５】
先の例は、主に改善されるＩＣのセルの電気的分析及び選択の準備をそれぞれ扱っているが、電気的分析または最適化を評価する可能性については、以下で詳細に考察する。
【００６６】
ＩＣのセルまたは全体のＩＣのマスク形成を行うための基礎として、ＩＣレイアウトの自動レイアウト修正を使用することができる。製造されるＩＣの既に存在しているレイアウトまたは回路図を変換する際には、微細−粗めコンピュータモデルが、生成されるかまたは製造されるＩＣのために既に微細−粗めコンピュータモデルが格納されているデータベースからこれに代わるものとして取り出される。そして、この微細−粗めコンピュータモデルを介して、本発明の反復法により最適化が行われる。最適化の結果は、それ自体既知の回路網リストプログラムへと入力され、これにより最適化されたセルの回路網リストは、セルまたは全体のＩＣの最適化されたレイアウトを自動的に生成できるようになる。このために、例えばケイデンス社のプログラムＬＡＳ、または他のソフトウェア製造者の対応するプログラムが使用される。
【００６７】
この他に、同一の要望された機能に対する様々な解決策を比較すること、そして例えば妨害放射の最小化といった特定の面の下で選択された最良の使用可能な解決策を得ることもできる。このために、同じ役目を果たそうとする様々なセルが分析され、例えば妨害放射のような関連する挙動に関して比較される。そして、最良の挙動を有するセルが選択され、製造されるＩＣに使用される。この方法は、ＩＣの１つのセルのみ、またはＩＣの数個の異なるセルについて行われる。そして、このセル選択手順の終了時には、選択されたセルまたはセル群を考慮してマスクレイアウトが準備され、これがプログラム全体により自動的に行われる。これは、初めから終わりまで自動化された手順の作成が、ソフトウェアに基づく選択のために比較されるセルの検出からマスクの準備に至るまで、人間の操作を一切必要とすることなく行われることを意味する。
【００６８】
この他に、本発明の方法は、ＩＣ上に一体集積されている支持コンデンサの最適支持キャパシタンスの決定、及び最適なものとして確かめられた支持キャパシタンスに対するトリミング調整に応用することが可能である。
【００６９】
集積回路に対して、電流バッファまたは小型のバッファバッテリーの機能を有する集積支持コンデンサを与えることが、広く行われている。これらの支持コンデンサは、２つの電圧供給線路（ＶＤＤ及びＶＳＳ）の間で動作する。これらは、特にＩＣの導電性トラックのインダクタンスと共に、既知の公式数１に従って直列共振を生じさせることから問題となる。
【００７０】
【数１】
ｆｒ＝１／２π√LC
ここで、ｆｒは直列共振周波数、Ｌは導電性トラックのインダクタンス、Ｃは支持キャパシタンスである。共振周波数においては、実際上、２つの電圧供給極間に短絡が形成される。この影響は、例えばＶＨＦまたはＦＭラジオ送信機の周波数領域中の、例えば９６ＭＨｚ領域において生じる場合、特に望ましくない。
【００７１】
このような影響は、支持コンデンサを含まない集積回路においても発生する。知られているように、集積回路の導電性トラックはコンデンサを構成する。トラックのインダクタンスを伴うこのような回路ボードコンデンサもまた、妨害をもたらす共振効果を生じさせる。
【００７２】
このような共振が、妨害を引き起こす周波数領域内にある場合、知られているように、関係する導電性トラックのレーザーまたはイオンビームを用いた整形、すなわちこのような導電性トラックの一部の除去によって、危機的でない周波数領域へと変換することができる。導電性トラック及び支持コンデンサの電極は、このような整形により縮小されるのみであることから、このような整形は、既に存在しているＩＣに対して、当然一方向にのみ可能である。
【００７３】
【発明の効果】
本発明の方法を使用すると、このようなトリミングを微細−粗めコンピュータモデルにより前もって行うことができ、これは、双方向すなわち整形される導電性トラックまたはコンデンサ電極を減少させる方向及び増加させる方向への"仮想トリミング（virtual  trimming）"を可能にする。この目的により、本発明の方法は、関係する導電性トラックまたはコンデンサ電極を備えたセルを分析するため、及び上記周波数が危機的でない周波数領域内にあるように"トリミング操作（trimming  operation）"内の導電性トラックまたはコンデンサ電極をソフトウェアに基づいて最適化するために使用される。最適化の結果は、現実上存在しているＩＣ上に既にあるコンデンサ電極または導電性トラックを最適化の結果に従ってトリミングするためのレーザーまたはイオンビームトリミング装置を制御する制御プログラムへと入力される。
【００７４】
例えば、ミュンヘンに在するミクリオン（Ｍｉｃｒｉｏｎ）社製のミクリオン９０００（Ｍｉｃｒｉｏｎ  ９０００）と呼ばれる装置は、これに適している。この装置は、その制御コンピュータを介したプログラム可能なやり方でＩＣを自動的に制御することができる。自動化されたプログラム変換は、インタフェースまたはフィルタを介して可能であり、本発明の方法により得られた評価または最適化の結果は、ミクリオン９０００の制御プログラムへと入力される。
【００７５】
これまでで述べたように、トリミングされる導電性トラックまたはコンデンサ電極が製造されるよりも完全に前に、ソフトウェアの点から予めトリミング作業を行うことは特に有益である。このようなトリミングは、ソフトウェアの点からこれよりも先に行われ、レイアウト及びトラックマスクは、この矯正結果によりなるべく完全に自動化されて予め制御され、このような導電性トラック及びコンデンサ電極の形成が、最適化されたレイアウトにより予め行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシミュレーション方法において使用される微細／粗めコンピュータモデルのブロック回路図である。
【図２】従来のＣＭＯＳインバータの電気回路図である。
【図３】図２に示したインバータのチップレイアウトの一例である。
【図４】図３によるチップレイアウトから抽出されたインバータのシミュレーションモデルである。
【図５】周波数スペクトル評価マスタパターンとしての包絡線の例である。
【図６】電磁放射の挙動に関して最適化されていない集積回路の出力ドライバの出力端子ピンにおいて、本発明のシミュレーションにより得られた信号パターンである。
【図７】電磁放射の挙動に関して最適化されていない集積回路の内部電圧供給線路において、本発明のシミュレーションにより得られた信号パターンである。
【図８】電磁放射の挙動に関する反復最適化後の出力端子ピンにおいて、本発明のシミュレーションにより得られた信号パターンである。
【図９】電磁放射の挙動に関する反復最適化後の集積回路の内部接地線路において、本発明のシミュレーションにより得られた信号パターンである。
【図１０】電磁放射の挙動に関して最適化されていない出力端子ピンにおいて、本発明のシミュレーションにより得られた信号パターンの周波数スペクトルである。
【図１１】電磁放射の挙動に関して最適化されていない内部電圧供給線路において、本発明のシミュレーションにより得られた信号パターンの周波数スペクトルである。
【図１２】電磁放射の挙動に関する反復最適化後の出力端子ピンにおいて、本発明のシミュレーションにより得られた信号パターンの周波数スペクトルである。
【図１３】電磁放射の挙動に関する反復最適化後の内部電圧供給線路において、本発明のシミュレーションにより得られた信号パターンの周波数スペクトルである。