DE102006004595A1

DE102006004595A1 - Verfahren zum Berechnen einer elektrischen Eigenschaft einer elektrischen Schaltung

Info

Publication number: DE102006004595A1
Application number: DE102006004595A
Authority: DE
Inventors: Hans-Ulrich Armbruster; Martin Dr. Frerichs
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Qimonda AG
Priority date: 2006-02-01
Filing date: 2006-02-01
Publication date: 2007-08-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Berechnen wenigstens einer elektrischen Eigenschaft einer integrierten elektrischen Schaltung mit folgenden Schritten: Es wird ein Layout für Masken zur Herstellung der Schaltung erstellt; es wird ein Modell ermittelt, das elektrische Eigenschaften der Schaltung beschreibt; das Modell wird mit einer Sensitivitätsprüfung dahingehend überprüft, welche Teile der Schaltung einen größeren Beitrag für die elektrische Eigenschaft der Schaltung liefern; Schaltungsteile mit einem größeren Beitrag zu der elektrischen Eigenschaft werden bei der Berechnung der elektrischen Eigenschaft als wichtige Schaltungsteile genauer berücksichtigt als unwichtige Schaltungsteile, die einen geringeren Einfluss auf die elektrische Eigenschaft, insbesondere parasitäre Effekte, der Schaltung haben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Berechnen einer elektrischen Eigenschaft einer integrierten elektrischen Schaltung gemäß Patentanspruch 1.

Integrierte elektrische Schaltungen nehmen zum einen in der Komplexität und zum anderen in der Empfindlichkeit laufend zu. Weiterhin werden bei integrierten Schaltungen wie z.B. bei einem dynamischen Speicherbaustein hohe Frequenzen von bis zu einem Gigahertz und darüber hinaus verwendet.

Diese Anforderungen führen dazu, dass bei der Berechnung der elektrischen Eigenschaften der integrierten Schaltung und/oder bei der Simulation der Funktionsweise der integrierten Schaltung ein besonders hoher Aufwand zu tätigen ist.

Bei der Berechnung der elektrischen Eigenschaften der integrierten Schaltung werden anhand des Layouts der integrierten Schaltung Modelle extrahiert, die die Funktionsweise der integrierten Schaltung beschreiben. Aufgrund der Komplexität und der hohen Empfindlichkeit der Bauelemente und der Leiterbahnen der integrierten Schaltung nimmt der Aufwand bei der Entwicklung von Algorithmen zur Extraktion und zur Modellierung dieser Effekte zu.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Berechnen wenigstens einer elektrischen Eigenschaft einer integrierten elektrischen Schaltung bereitzustellen, das weniger Zeitaufwand benötigt und trotzdem eine ausreichende Beschreibung dieser elektrischen Eigenschaft der integrierten Schaltung ermöglicht.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Berechnen wenigstens einer elektrischen Eigenschaft einer integrierten elektrischen Schaltung mit folgenden Schritten: Es wird ein Modell ermittelt, das wenigstens eine elektrische Eigenschaft der integrierten elektrischen Schaltung beschreibt; anhand des Modells wird mit einer Sensitivitätsprüfung überprüft, welche Teile der Schaltung einen größeren Einfluss auf die elektrische Eigenschaft der Schaltung haben; Schaltungsteile mit einem größeren Einfluss werden bei der Berechnung der elektrischen Eigenschaft als wichtige Schaltungsteile genauer berücksichtigt als unwichtige Schaltungsteile, die einen geringeren Einfluss haben.

In einer weiteren Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Berechnen wenigstens einer elektrischen Eigenschaft einer integrierten elektrischen Schaltung mit folgenden Schritten: Für die elektrische Schaltung wird ein Layout zur Herstellung der Schaltung erstellt; anhand des Layouts wird ein Modell extrahiert, das eine elektrische Eigenschaft der Schaltung beschreibt; das Modell wird mit einer Sensitivitätsprüfung dahingehend überprüft, welche Teile der Schaltung einen größeren Einfluss auf die elektrische Eigenschaft der Schaltung haben; Schaltungsteile mit einem größeren Einfluss werden bei der Berechnung der elektrischen Eigenschaft als wichtige Schaltungsteile genauer brücksichtigt als unwichtige Schaltungsteile, die einen geringeren Einfluss haben.

Die beschriebenen Verfahren haben den Vorteil, dass weniger Rechenaufwand erforderlich ist, um eine elektrische Eigenschaft einer integrierten elektrischen Schaltung zu berechnen oder zu simulieren. Im Allgemeinen wird eine Schaltung unter vielen verschiedenen Randbedingungen sowie nach jeder Änderung neu simuliert. Die Sensitivitätsprüfung muss i. A. jedoch nicht neu gemacht werden, so dass jede folgende Simulation beschleunigt wird.

Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann das Modell anhand eines funktionellen elektrischen Entwurfes der integrierten elektrischen Schaltung ermittelt werden. Mithilfe des Modells wird in einer Sensitivitätsprüfung festgestellt, welche Teile der integrierten Schaltung einen größeren Beitrag zu einer elektrischen Eigenschaft der integrierten Schaltung liefern. Abhängig von der Größe des Beitrages werden die Teile der Schaltung unterschiedlich bei der Berechnung der elektrischen Eigenschaft der integrierten Schaltung berücksichtigt.

Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass schon anhand des physikalischen elektrischen Entwurfes der integrierten Schaltung eine Berechnung oder Simulation einer elektrischen Eigenschaft der integrierten Schaltung mithilfe des Modells effizient durchgeführt werden kann.

In der weiteren Ausführungsform wird das Modell anhand des Layouts extrahiert. Diese Vorgehensweise bietet den Vorteil, dass eine genauere Berechnung der elektrischen Eigenschaft der integrierten elektrischen Schaltung möglich ist, da anhand des Layouts ein genaueres Modell und damit eine genauere Sensitivitätsprüfung möglich ist.

In einer Ausführungsform des Verfahrens wird für ein wichtiges Schaltungsteil ein Modell mit einer größeren Genauigkeit aus dem Layout extrahiert. Für ein unwichtiges Schaltungsteil wird ein Modell mit einer geringeren Genauigkeit extrahiert. Das Modell mit der geringeren Genauigkeit ist weniger rechenintensiv. Somit wird Rechenzeit eingespart, ohne dass die Berechnung der elektrischen Eigenschaft der integrierten Schaltung ungenauer ist.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird für die integrierte Schaltung ein Modell mit einer einheitlichen Genauigkeit für die elektrische Eigenschaft für verschiedene Schaltungsteile erstellt. Anhand der Sensitivitätsprüfung wird das Modell dahingehend überprüft, welche Teile der Schaltung einen größeren Einfluss auf die elektrische Eigenschaft der integrierten Schaltung haben. Schaltungsteile mit einem größeren Beitrag zur elektrischen Eigenschaft werden bei der Berechnung als wichtige Schaltungsteile beibehalten und unwichtige Schaltungsteile, die einen geringeren Einfluss auf die elektrische Eigenschaft der integrierten Schaltung haben, werden bei der Berechnung der elektrischen Eigenschaft der integrierten Schaltung nicht oder zumindestens ohne parasitäre elektrische Effekte berücksichtigt. Auch damit wird Rechenzeit eingespart, da unwichtige Schaltungsteile bei der Berechnung der elektrischen Eigenschaft der integrierten Schaltung überhaupt nicht bearbeitet werden.

In einer weiteren Ausführungsform wird die integrierte Schaltung in elektrische Bauteile und in Netze unterteilt. Ein Netz ist eine elektrisch leitende Verbindung zwischen zwei oder mehreren Bauteilen. Im Modell besteht ein Netz aus Widerständen, Kapazitäten und/oder Induktivitäten zwischen den Anschlüssen des Netzes. Diese Elemente werden auch parasitäre Elemente genannt, da sie nicht absichtlich vom Entwickler eingesetzt werden, sondern durch die Implementierung im Schaltkreis entstehen. Die Bauteile sind über die Netze miteinander verbunden. Bei der Berechnung der elektrischen Eigenschaft der integrierten Schaltung werden als Schaltungsteile Netze und Bauteile verwendet.

In einer weiteren Ausführungsform werden Schaltungsteile der integrierten Schaltung abhängig von der Bedeutung für die elektrische Eigenschaft der integrierten Schaltung, d.h. abhängig vom Beitrag zur elektrischen Eigenschaft, in Klassen verschiedener Sensitivität eingeteilt, wobei die Schaltungsteile der verschiedenen Klassen bei der Berechnung der elektrischen Eigenschaft der integrierten Schaltung unterschiedlich berücksichtigt werden. Durch die Einführung von Klassen ist eine einfachere Handhabung des Berechnungsverfahrens möglich.

Eine zusätzliche Vereinfachung des Verfahrens wird dadurch erreicht, dass die Schaltungsteile abhängig von einer Funktion des Beitrages zu der elektrischen Eigenschaft, insbesondere zu elektrischen parasitären Effekten unterschiedlich bei der Berechnung der elektrischen Eigenschaft der integrierten Schaltung berücksichtigt werden.

In einer weiteren Ausführungsform stellen Schaltungsteile Elemente einer Netzliste eines Layoutentwurfes dar.

Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens besteht darin, Schaltungsteile abhängig von einem relativen Beitrag des Schaltungsteils für die elektrische Eigenschaft der integrierten Schaltung bezogen auf einen Parameter des Schaltungsteils in Klassen einzuteilen. Damit ist eine präzisere Festlegung der Klassen möglich.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert.
Es zeigen
1 einen schematischen Ablauf zur Erstellung einer integrierten Schaltung,
2 eine schematische Darstellung eines Extraktionsverfahrens,
3 eine schematische Darstellung einer Schaltungs- und Parameterextraktion,
4 eine schematische Darstellung einer Schaltungsextraktion,
5 eine schematische Darstellung einer Verdrahtungsanalyse,
6 ein Beispiel für eine Netzlistenerstellung,
7 ein Beispiel für eine Parameterextraktion,
8 ein Beispiel für die Ermittlung eines parasitären Elements,
9 verschiedene Modelle zur Darstellung von Leiterbahnen,
10 ein erstes Modell zur Beschreibung parasitärer Kapazitäten,
11 ein besseres Modell zur Beschreibung der parasitären Kapazitäten der 10,
12 eine schematische Darstellung eines ersten Verfahrens,
13 eine Tabelle für die Wichtung verschiedener Schaltungsteile, und
14 eine schematische Darstellung für ein zweites Verfahren zur Extraktion und Modellierung von Leiterbahnen.
1 zeigt den schematischen Ablauf zur Erstellung einer integrierten Schaltung, beispielsweise einer integrierten Schaltung auf einem Halbleitersubstrat. Integrierte Schaltungen können analoge oder digitale oder analoge und digitale elektrische Schaltungen aufweisen. Bei der Entwicklung einer integrierten Schaltung wird ausgehend von einer Idee für die Funktion der Schaltung eine Spezifikation erstellt, die die elektrischen Eigenschaften der Schaltung festlegt. Ausgehend von der Spezifikation wird ein funktioneller Entwurf durchgeführt, dessen Ergebnis eine elektrische Schaltung darstellt, die meistens in Form einer Netzliste beschrieben ist. Ausgehend von dem funktionellen Entwurf wird ein physikalischer Entwurf durchgeführt. Das Ergebnis des physikalischen Entwurfes sind Maskenvorlagen für die Halbleiterfertigung, das so genannte Layout. Die Maskenvorlagen werden als Maskenlayout bei der Fertigung verwendet. Die Masken des Maskenlayouts sind an die verwendete Technologie zur Herstellung der integrierten Schaltung angepasst.
Als Ergebnis der Fertigung wird eine elektrische, integrierte Schaltung erhalten. In den meisten Fällen werden integrierte Schaltungen auf einem Siliziumsubstrat aufgebaut. Anstelle des Siliziumsubstrates kann jedoch auch jede andere Art von Substrat verwendet werden, das sich für die Erstellung einer integrierten Schaltung eignet. Beim Übergang vom funktionellen Entwurf zum physikalischen Entwurf sind in wesentlich stärkerem Umfang als im funktionellen Entwurf die Randbedingungen der zugrunde gelegten Herstellungstechnologie zu beachten.
Zum Testen der Funktionalität und zum Überprüfen der Funktionalität der integrierten Schaltung wird bereits der funktionelle Entwurf mithilfe von Modellberechnungen auf eine korrekte Funktionsfähigkeit, d.h. auf die Erfüllung der Spezifikation überprüft. Der physikalische Entwurf wird ebenfalls in Bezug auf vorgegebene Layoutregeln und in Bezug auf die elektrische Funktionsfähigkeit überprüft.
2 zeigt eine schematische Darstellung des Verfahrens, mit dem ein Layout anhand von Layoutregeln einer Extraktion unterzogen wird. Die Extraktion beschreibt ein Verfahren, mit dem beim Entwurf integrierter Schaltungen elektrische Eigenschaften der integrierten Schaltung anhand des Layouts ermittelt werden. Anhand eines Regelsatzes wird aus den Layoutdaten unter Zuhilfenahme von Technologieinformationen, die bei der Herstellung der integrierten Schaltung eingesetzt wird, eine Netzliste auf elektrischer Ebene extrahiert. Die Extraktion ist notwendig, da die beim Design-Rulecheck durchgeführte Überprüfung geometrischer Regeln zur Gewährleistung der korrekten Funktion des Layouts nicht ausreicht. Zudem gibt es weitere Fehlerquellen, die durch einen Design-Rulecheck nicht erfasst werden. Bei einem geometrischen Regelvergleich wird das Layout in Bezug auf Entwurfsregeln überprüft, die vom Chiphersteller vorgegeben werden. Als Ergebnis der Entwurfsregelprüfung wird eine Fehlerliste erstellt. Die Verifikation des Schaltungslayouts wird durch ein geeignetes Prüfprogramm automatisch von einer Recheneinheit durchgeführt.
Beim Layoutentwurf können Fehler in der Struktur der Schaltung, z.B. durch falsche Verbindungen oder Kurzschlüsse auftreten. Die elektrischen Eigenschaften der geometrischen Struktur können die spezifizierten Grenzwerte verfehlen. Wird z.B. eine Leitbahn zu lang oder zu dünn ausgeführt, so kann ihr elektrischer Widerstand und damit ihre Verzögerungszeit zu groß werden. Um das Layout auf diese Fehlerquellen hin zu überprüfen, wird eine Extraktion durchgeführt. Die Extraktion wird in zwei Schritten durchgeführt: Eine Schaltungsextraktion und eine Parameterextraktion.
3 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Ausschnitt eines Layouts, anhand dessen mithilfe eines automatischen Programms eine Schaltungsextraktion und eine Parameterextraktion durchgeführt wird. Als Ergebnis der Schaltungsextraktion mit anschließender Parameterextraktion liegt eine Netzliste auf elektrischer Ebene des Layouts vor, die als Eingabe für einen Schaltkreissimulator verwendet werden kann. Bei der Schaltungsextraktion wird die elektrische Schaltung und bei der Parameterextraktion werden wichtige physikalische Werte des Schaltungslayouts ermittelt.
Die Ergebnisse der Extraktion können für eine genauere Simulation der Schaltung verwendet werden. Die extrahierte Netzliste bildet die Grundlage für einen elektrischen Regelvergleich (ERC), eine topologische Prüfung, bei der überprüft wird, ob ein gegebener Satz elektrischer Regeln eingehalten wird. Dabei wird z.B. überprüft, ob Kurzschlüsse oder unverbundene Netze vorliegen. Zu einem Netz gehören jeweils die Leitungsbahnen, die miteinander elektrisch verbunden sind und auf gleichem elektrischen Potenzial liegen. Eine weitere topologische Prüfung ist der Vergleich von extrahierter Netzliste und Netzliste der ursprünglichen Schaltung. Dieser Vorgang wird als Layout-Versus-Schematic-Prüfung (LVS) bezeichnet.
Bei der Extraktion wird eine Netzliste extrahiert. Die Netzliste weist die Bauelemente der integrierten Schaltung und eine Verdrahtungsanalyse der vorliegenden Knotenpunkte auf, an denen die Bauelemente mit Netzwerken verbunden sind. Bei CMOS-Schaltungen sind dazu z.B. drei Schritte notwendig: eine Bauelementerkennung, eine Verdrahtungsanalyse und eine Netzlistenerstellung.
Anhand des Layouts der 4 wird mithilfe der Schaltungsextraktion erkannt, dass es sich bei dem Transistor M1 um einen n-MOS-Transistor und bei dem Transistor M2 um einen p-MOS-Transistor handelt. Bei der Verdrahtungsanalyse wird geprüft, mit welchen Bauelementen ein erstes Netz N1, ein zweites Netz N2, ein drittes Netz N3 und ein nulltes Netz N0 verbunden sind. In dem dargestellten Ausschnitt des Layouts ist der erste Transistor M1 (T1) mit dem ersten, dem zweiten und dem dritten Netz N1, N2, N3 verbunden. Der zweite Transistor M2 (T2) ist mit dem nullten, dem zweiten und dem dritten Netz N0, N2, N3 verbunden.
Die Bauelementerkennung erfolgt aus der geometrischen Struktur des Layouts. Sie beginnt in der Regel bei den Transistoren. Die Transistoren können aufgrund der Topologie ihrer Gates leicht lokalisiert werden.
Bei der Verdrahtungsanalyse werden sämtliche Strukturen erfasst, die nicht dem Bauelement zugeordnet werden konnten. Es werden alle Netze bestimmt, indem alle Strukturen zusammengefasst werden, die aufgrund von Kontaktierungen und Überlappungen auf gleichem elektrischen Potenzial liegen.
5 zeigt anhand des bisher verwendeten Beispiels die Strukturen des ersten, des zweiten, des dritten und des nullten Netzes N1, N2, N3, N0. Im letzten Schritt wird die Netzliste erstellt, indem die Anschlussknoten der Bauelemente den Netzen zugeordnet werden.
6 zeigt das Beispiel, bei dem die Transistoren M1 und M2 mit den Source-, Drain- und Gate-Anschlüssen an die Netze N1, N2, N3 und N0 angeschlossen sind. Bei dem ersten Transistor M1 z.B. ist der Drain-Anschluss an das dritte Netz N3, der Gate-Anschluss an das zweite Netz N2 und der Source-Anschluss an das erste Netz N1 angeschlossen. Diese Daten sind in der Netzliste abgelegt. Die bisher bestimmte Netzliste enthält nur Strukturinformationen. Netzlisten zur analogen Schaltungssimulation und zum LVS enthalten zusätzlich die elektrischen Kenngrößen der Bauelemente. Diese werden bei der Parameterextraktion aus den geometrischen Daten des Layouts und Technologieinformation gewonnen. In der Netzliste werden die Bauelemente durch ihre Bauelementmodelle und die Netze durch die Modelle für die Leitbahnen repräsentiert. Es existieren unterschiedliche Modelle für die gleichen Bauelemente und die gleichen Leitbahnen. Die Modelle sind in einem Datenspeicher abgelegt, auf den die Recheneinheit zugreifen kann. Je nach verwendetem Bauelementemodell werden unterschiedliche Parameter extrahiert. Für MOS-Transistoren stellen die Weite W und die Länge L die wichtigsten Parameter dar. Die Bestimmung der Weite W und der Länge L für den ersten Transistor M1 gemäß 7 ergibt sich aus den Abmessungen des Gate-Bereichs. Je nach Komplexität und Genauigkeit des Modells werden aber auch weitere Größen extrahiert, wie z.B. Kapazitäten zwischen Gate bzw. Substrat und Source bzw. Drain. Diese Parameter beeinflussen ebenfalls das Verhalten des Transistors, sind jedoch nicht Resultat des geplanten Schaltungsentwurfs, sondern Folgen parasitärer Effekte.
8 zeigt ein weiteres Beispiel eines parasitären Effektes, der bei einem Bauelement, in diesem Fall einem p-Kanal-Transistor auftritt. In 8 ist ein Substrat dargestellt, in dem eine negativ dotierte Wanne eingebracht ist. In der negativ dotierten Wanne sind zwei p-Diffusionsgebiete angeordnet, die angrenzend an ein Gate-Oxid ausgebildet sind. Das Gate-Oxid bedeckt eine Oberfläche der Wanne, wobei auf dem Gate-Oxid eine Polysiliziumschicht aufgebracht ist. In Abweichung von der idealen Funktionsweise eines p-Kanal-Transistors treten Grenzschichtkapazitäten und eine Gate-Kapazität auf. Parasitäre Effekte entstehen aufgrund von physikalischen Effekten, die nicht in direktem Zusammenhang mit der gewünschten Funktion der Schaltung stehen. Sie ergeben sich aus der Realisierung der integrierten Schaltung und können erst nach Entwurf des Layouts berücksichtigt werden. Parasitäre Effekte treten nicht nur innerhalb der Bauelemente auf. Um parasitäre Effekte auch außerhalb von Bauelementen zu berücksichtigen, werden zusätzliche parasitäre Elemente extrahiert. Die parasitären Elemente beschreiben die Eigenschaften der parasitären Effekte bei einer analogen Schaltungssimulation. Das Ergebnis ist eine erweiterte elektrische Netzliste, die neben den Nutzelementen der Schaltung, d.h. die Bauelemente, zusätzlich parasitäre Elemente enthält.
Innerhalb der Halbleiterstrukturen können parasitäre Effekte unterschieden werden, die auf aktive oder passive Elemente zurückgehen. Da ein großer Teil der Schaltung aus Verbindungen der Bauelemente untereinander besteht, nehmen die parasitären Effekte der Verbindungsstrukturen (Leitbahnen) eine besondere Rolle ein. Es ergibt sich eine Unterteilung in drei Gruppen von parasitären Elementen: Leitbahnparasiten, aktive Parasiten im Halbleiter und passive Parasiten im Halbleiter. Leitbahnparasiten entstehen durch die nicht idealen Eigenschaften der Verbindungsstrukturen. Beim Entwurf integrierter Schaltungen war es lange Zeit ausreichend, Leitbahnen als ideale Verbindung zwischen zwei Knoten A und B zu betrachten. Durch den technologischen Fortschritt werden die physikalischen Strukturen immer kleiner und die Frequenzen der Spannungen und Ströme immer höher. Dies führt dazu, dass immer genauere Modelle für Leitbahnen berücksichtigt werden müssen, in denen parasitäre Effekte eine immer größere Rolle spielen.
9 zeigt verschiedene Modelle für Leitbahnparasiten. In 9A ist ein Substrat dargestellt, auf dem eine Siliziumoxidschicht aufgebracht ist. Auf der Siliziumoxidschicht ist eine Metallschicht als Leitbahn aufgebracht. In 9A ist das ideale Modell dargestellt, in dem sowohl die Metallschicht als auch das Substrat als idealer Leiter und die Siliziumoxidschicht als idealer Isolator dargestellt sind.
9B zeigt den gleichen Schichtaufbau, wobei jedoch nun das elektrische Feld zwischen der Leitbahn und dem darunter liegenden Halbleitersubstrat berücksichtigt ist. Bildlich ist dies in Form einer Kapazität in 9B dargestellt, die zwischen der Leitbahn und dem Masseknoten eingefügt ist. Zudem wird zur Abschätzung der unmittelbaren Leitungsverzögerung in digitalen Schaltungen ein Modell benötigt, in dem die Widerstände mit den Kapazitäten der Leitbahn ein vereinfachtes Verzögerungsglied darstellen. Dazu wird in der Leitbahn, d.h. der Metallschicht, ein Ohmscher Widerstand berücksichtigt. Somit ergibt sich ein einfaches RC-Modell mit einem Widerstand und einer Kapazität für die Berechnung der elektrischen Eigenschaften der Leitbahn.
9C zeigt ein verfeinertes RC-Modell, bei dem die Struktur abschnittsweise betrachtet wird. Dabei werden entlang der Leitbahn mehrere Widerstände angenommen, die jeweils über mehrere Kapazitäten mit dem Substrat verbunden sind.
9D zeigt ein zusätzlich verfeinertes Modell, bei dem Modelle der Leitungstheorie mit verteilten Widerstands-, Kapazitäts- und Induktivitätselementen R', C' und L' verwendet werden, um Effekte von Leitungsreflexionen zu berücksichtigen. Bei dem Modell mit verteilten Elementen wird nach der Leitungstheorie der Zusammenhang zwischen Ausgangs- und Eingangsgrößen anhand der allgemeinen Leitungsgleichungen dargestellt. Zudem kann dieses Modell noch weiter verfeinert werden, indem eine dreidimensionale Betrachtung gemäß der Feldtheorie unter Anwendung der Maxwell'schen Gleichungen die elektromagnetischen Felder der Leitbahnen berechnet werden. Somit können verschieden genaue Modelle zur Berechnung der elektrischen Eigenschaft der Leitbahn verwendet werden.
In entsprechender Weise können auch aktive parasitäre Elemente über entsprechende Modelle dargestellt werden. Aktive Parasiten entstehen innerhalb des Halbleiters durch Kombinationen von Grenzschichten unterschiedlich dotierter Gebiete, wie z.B. npn, pnp oder pnpn. Solche Kombinationen bilden z.B. bipolare Nutztransistoren. Es kommt aber auch zu parasitären Kombinationen solcher Gebiete, aus denen parasitäre bipolare Transistoren entstehen. Besonders gefährlich können dabei pnpn-Kombinationen sein. Diese bilden einen Thyristor, der durch ungünstige Potenzialverteilungen zum Zünden gebracht werden kann. Dadurch fließen sehr große parasitäre Ströme, die den Halbleiter zerstören können. Eine entsprechende Anordnung wird beispielsweise dadurch realisiert, indem auf einem p-Substrat ein n-MOS-Transistor angeordnet ist, an den eine n-Wanne angrenzt, in der ein p-MOS-Transistor ausgebildet ist. Durch diese Anordnung ergibt sich zwischen den zwei benachbarten p-Dotiergebieten des n-MOS- und des p-MOS-Transistors eine pnpn-Kombination, die eine parasitäre Thyristorstruktur darstellt.
Passive parasitäre Elemente entstehen beispielsweise in Form von parasitären Kapazitäten an Grenzschichten und in Form von parasitären Widerständen und Kapazitäten, die durch Materialeigenschaften erzeugt werden. Insbesondere an Grenzflächen unterschiedlich dotierter Gebiete, die einen pn-Übergang bilden, entsteht eine Kapazität, deren Kapazitätswert von der Spannung über der Grenzschicht abhängt. Innerhalb homogen dotierter Halbleiter ergeben sich parasitäre Widerstände und Kapazitäten aus den Materialeigenschaften.
10 zeigt ein p-Substrat, in dem zwei n-Wannen eingebracht sind. In beide n-Wannen sind jeweils zwei p-dotierte Gebiete eingebracht. Zwischen den zwei p-dotierten Gebieten ist eine Gate-Oxidschicht und eine Polysiliziumschicht aufgebracht. Somit ist in jeder Wanne ein p-MOS-Transistor ausgebildet. Das Substrat ist positiv dotiert. In einem einfachen Modell zur Beschreibung der elektrischen Eigenschaften der zwei p-MOS-Transistoren der 10 wird, beispielsweise wie in 10 dargestellt ist, jeweils nur eine Kapazität an den Grenzschichten angenommen, wobei in den homogen dotierten Gebieten nur ein Widerstand angesetzt wird.
11 zeigt die gleiche Anordnung wie 10, wobei jedoch ein verbessertes elektrisches Modell zur Beschreibung der parasitären Widerstände und Kapazitäten der Anordnung dargestellt sind. Im Gegensatz zu dem Ersatzschaltbild der 10, wird für die elektrische Kopplung zwischen den zwei benachbarten positiv dotierten Gebieten der benachbarten n-Wannen der zwei p-MOS-Transistoren auch in den homogen dotierten Bereichen eine Parallelschaltung eines Widerstandes und einer Kapazität angenommen. Damit wird diese Anordnung mit dem verbesserten Modell genauer beschrieben. Das verbesserte Modell hat den Vorteil, eine präzisere Beschreibung der elektrischen Eigenschaften wiederzugeben. Nachteilig ist dabei jedoch, dass ein erhöhter Rechenaufwand erforderlich ist.
12 zeigt nun in einer schematischen Darstellung ein Verfahren, bei dem die Berechnung der elektrischen Eigenschaften eines Layouts mit reduziertem Rechenaufwand durchgeführt werden kann. Die Berechnung oder Simulation wird von einer Recheneinheit durchgeführt, die mit einem Speicher verbunden ist. Zudem verfügt die Recheneinheit über eine Ein- und eine Ausgabeeinheit. Im Speicher sind die verschiedenen Modelle für die Berechnung und Simulation der elektrischen Eigenschaft der Schaltungsteile der integrierten Schaltung abgelegt.
Bei Programmpunkt 20 wird eine Beurteilung der Sensitivität der integrierten Schaltung in Bezug auf parasitäre Effekte für verschiedene Schaltungsteile durchgeführt. Diese Sensitivitätsprüfung wird noch vor der Erstellung des Layouts, beispielsweise anhand der Daten des funktionellen Entwurfs, durchgeführt. Die Sensitivitätsanalyse ermittelt Beiträge von Schaltungsteilen der Schaltung zu einer elektrischen Eigenschaft der integrierten Schaltung, vorzugsweise Beiträge einzelner Schaltungsteile zu parasitären Effekten der integrierten Schaltung. In einer einfachen Ausführungsform werden bei der Sensitivitätsanalyse die Schaltungsteile, d.h. die Bau elemente und/oder die Netze ermittelt, deren Beitrag zu parasitären Effekten über einem festgelegten Schwellwert liegen. Die Schaltungsteile, deren Beitrag zu den parasitären Effekten der integrierten Schaltung unter dem festgelegten Schwellwert liegen, werden als weniger wichtige Schaltungsteile gekennzeichnet. Die Schaltungsteile, deren Sensitivität über dem festgelegten Schwellwert liegen, werden als wichtige Schaltungsteile bezeichnet.
Anschließend wird bei einem folgenden Programmpunkt 21 die Extraktion des Layouts durchgeführt, wobei bei der Extraktion wichtige Schaltungsteile mit einer hohen Genauigkeit, d.h. mit einem besseren Modell, aus dem Layout extrahiert werden. Schaltungsteile, die unwichtig sind, werden mit einer geringeren Genauigkeit, d.h. mit einem einfacheren Modell, aus dem Layout generiert. Dazu sind, wie bereits erläutert, verschieden genaue Modelle zur Beschreibung der elektrischen Eigenschaften der Bauelemente und der Netze im Speicher abgelegt.
In einer weiteren Ausführungsform kann zusätzlich oder anstelle der höheren Genauigkeit ein wichtiges Schaltungsteil mit einer höheren Komplexität aus dem Layout extrahiert werden. Zudem kann zusätzlich oder anstatt der niedrigeren Genauigkeit ein unwichtiges Schaltungsteil mit einer geringeren Komplexität aus dem Layout extrahiert werden. Diese unterschiedliche Behandlungsweise der wichtigen und unwichtigen Schaltungsteile ist schematisch in der 13 dargestellt. 13 zeigt die Verwendung unterschiedlicher Modelle für kritische und nicht kritische Netze. Ein Netz ist kritisch, wenn es einen höheren Betrag zu einer elektrischen Eigenschaft einer integrierten Schaltung liefert, beispielsweise einen höheren Beitrag um Widerstand der Kapazität oder der Induktivität. Ein kritisches Netz wird mit einem Modell mit höherer Komplexität und/oder mit höherer Genauigkeit berücksichtigt. Im einfachsten Fall werden beispielsweise alle parasitären Elemente eines unkritischen Netzes bei der Berech nung einer Eigenschaft der integrierten Schaltung nicht berücksichtigt.
Im folgenden Programmpunkt 22 wird mithilfe der entsprechend extrahierten Schaltungsteile der integrierten Schaltung eine Netzliste erstellt. Die Netzliste umfasst die Bauelemente, die Netze, die Verbindungsknoten und die elektrischen Modelle für die Simulation oder die Berechnung der elektrischen Eigenschaften der Bauelemente und der Netze.
Beim folgenden Programmpunkt 23 wird die Funktionsweise der integrierten Schaltung gemäß der Netzliste und den Modellen simuliert. Dabei wird gegenüber den bekannten Verfahren Rechenzeit eingespart, da nur wichtige Schaltungsteile mit einer hohen Genauigkeit und/oder mit einer hohen Komplexität bei der Simulation berücksichtigt werden. Unwichtige Schaltungsteile werden dagegen mit einer niedrigen Genauigkeit und/oder mit einer niedrigen Komplexität bei der Simulation berücksichtigt. Anstelle der Simulation kann auch die Berechnung einzelner elektrischer Eigenschaften der integrierten Schaltung durchgeführt werden.
14 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Verfahrens, bei dem nach Erstellung des Layouts bei Programmpunkt 30 eine Extraktion der Bauelemente, der Netze und der Modelle zur Simulierung oder Berechnung der elektrischen Eigenschaften der Bauelemente und der Netze durchgeführt wird. Dabei wird ein einheitlicher Grad an Genauigkeit und/oder Komplexität bei der Erstellung der Modelle angewendet.
Bei einem folgenden Programmpunkt 31 wird die Netzliste erstellt. Anschließend wird anhand der Netzliste beim folgenden Programmpunkt 32 eine Simulation oder eine Berechnung der Funktion der integrierten Schaltung für eine festgelegte Signalsituation durchgeführt. Dabei wird in einer Sensitivitätsanalyse ermittelt, welche Schaltungsteile, d.h. welche Bauelemente oder Netze welchen Beitrag zu einer elektrischen Ei genschaft, insbesondere zu parasitären Effekten der integrierten Schaltung beitragen. Anschließend werden die Schaltungsteile ermittelt, deren Beitrag an parasitären Effekten über einem festgelegten Grenzwert liegt. Die Schaltungsteile, deren parasitärer Beitrag über dem festgelegten Grenzwert liegt, werden als wichtige Schaltungsteile gekennzeichnet. Die Schaltungsteile, deren parasitärer Beitrag unter dem festgelegten Grenzwert liegt, werden als unwesentliche Schaltungsteile gekennzeichnet.
In einem folgenden Verfahrensschritt 33 wird die Netzliste 31 um die unwesentlichen Schaltungsteile reduziert. Anschließend wird bei Programmpunkt 34 eine Simulation oder Berechnung der elektrischen Eigenschaften der integrierten Schaltung nur noch für die Netzliste mit den wichtigen Schaltungsteilen durchgeführt. Diese Simulation wird für verschiedenste Signalbelegungen der integrierten Schaltung ausgeführt, um die elektrischen Eigenschaften der integrierten Schaltung zu berechnen.
Auch mit diesem Verfahren wird eine Reduzierung des Rechenaufwandes erreicht, da nur die wichtigen Schaltungsteile, d.h. die wichtigen Bauelemente und die wichtigen Netze bei dem Reduktionsprozess aus dem Layout ermittelt und bei der Simulation berücksichtigt werden.
In weiteren Ausführungsformen des Verfahrens wird die Sensitivitätsanalyse in der Weise durchgeführt, dass den Schaltungsteilen ein Wert für den Beitrag des Schaltungsteiles in Bezug auf eine elektrische Eigenschaft, insbesondere in Bezug auf einen parasitären Effekt zugeordnet wird. Im einfachsten Fall wird ein Grenzwert für den Beitrag zu der elektrischen Eigenschaft oder insbesondere zu dem parasitären Effekt festgelegt. Überschreitet ein Schaltungsteil bei der Sensitivitätsanalyse in Bezug auf die elektrische Eigenschaft den vorgegebenen Grenzwert, so wird das Schaltungsteil als wichtiges Schaltungsteil eingestuft. Liegt der Wert des Schaltungstei les bei der Sensitivitätsanalyse unter dem Grenzwert, so wird das Schaltungsteil als weniger wichtiges Schaltungsteil bewertet.
Für die Durchführung eines einfachen Verfahrens zur Berücksichtigung der unterschiedlichen Beiträge der Schaltungsteile werden die Schaltungsteile abhängig von ihren Beiträgen in verschiedene Klassen eingeteilt. Im einfachsten Fall gibt es eine erste Klasse für sensitive Schaltungsteile und eine zweite Klasse für nicht sensitive Schaltungsteile. Abhängig von der gewählten Ausführungsform werden mehrere Klassen verwendet, in denen die Schaltungsteile nach den jeweiligen Beiträgen eingeordnet werden.
Bei der Ausführung der Extraktion gemäß dem Verfahrensschritt 21 des Verfahrens der 12 oder bei der Ausführung der Reduktion gemäß Verfahrensschritt 33 des Ausführungsbeispieles der 14 werden die Schaltungsteile gemäß der Zuordnung zu den Klassen unterschiedlich behandelt. Beispielsweise werden bei dem Extraktionsverfahren des Prozessschrittes 21 des Ausführungsbeispieles der 12 bei der Verwendung von drei verschiedenen Klassen bei der Extraktion die Schaltungsteile der drei verschiedenen Klassen mit drei unterschiedlichen Genauigkeiten extrahiert. Zudem können die Schaltungsteile der verschiedenen Klassen auch oder zusätzlich mit einer unterschiedlich großen Komplexität bei der Extraktion in der Netzliste berücksichtigt werden. Dadurch ergibt sich für die Berechnung und Simulation der elektrischen Eigenschaft der integrierten Schaltung eine höhere Flexibilität bei der Berücksichtigung der unterschiedlichen Sensitivitäten der Schaltungsteile.
In einer weiteren Ausführungsform werden die Schaltungsteile mit einer Funktion bewertet, die von dem Beitrag des Schaltungsteils zu einer elektrischen Eigenschaft oder einem parasitären Effekt der integrierten Schaltung abhängt. Dadurch ist eine individuelle Bewertung der Schaltungsteile bei der Simulation oder Berechnung der Funktion der integrierten Schaltung möglich.
Bei dem Verfahrensschritt 33 des Verfahrens der 14, bei dem eine Reduktion der Schaltungsteile durchgeführt wird, werden bei der Verwendung von drei Klassen für die Schaltungsteile die drei Klassen unterschiedlich bei der Reduktion berücksichtigt. Beispielsweise werden wichtige Schaltungsteile vollständig übernommen, Schaltungsteile mit mittleren Beiträgen zu einem gewissen Anteil übernommen und Schaltungsteile mit einem geringen Beitrag überhaupt nicht übernommen und bei der folgenden Simulation gemäß Programmschritt 34 des Ausführungsbeispiels der 14 entsprechend berücksichtigt. Auch damit ist eine einfache Handhabung und Berücksichtigung der unterschiedlichen Sensitivitäten der Schaltungsteile möglich.
In entsprechender Weise werden die Schaltungsteile in einer weiteren Ausführungsform mit einer Funktion bewertet, die von dem Beitrag des einzelnen Schaltungsteils zu einer elektrischen Eigenschaft oder einem parasitären Effekt der integrierten Schaltung abhängt. Dadurch ist eine individuelle Berücksichtigung der Schaltungsteile bei der Simulation möglich. Bei der Extraktion gemäß Programmschritt 21 des Ausführungsbeispiels der 12 und bei der Reduktion gemäß Programmschritt 33 des Ausführungsbeispiels der 14 werden die Schaltungsteile abhängig von der Funktion unterschiedlich berücksichtigt. Dadurch ist eine individuelle Berücksichtigung der Schaltungsteile in Abhängigkeit von dem Beitrag des Schaltungsteils möglich.
In einer weiteren Ausführungsform werden die Beiträge der Schaltungsteile auf einen technischen Parameter des Schaltungsteils bezogen und ein relativer Beitrag berechnet. Beispielsweise wird der Beitrag durch den technischen Parameter, z.B. den Widerstand, geteilt. Auf diese Weise ist es möglich, eine weitere Präzisierung des Verfahrens dadurch zu errei chen, dass nicht nur die Beiträge der Schaltungsteile bei der Extraktion gemäß dem Ausführungsbeispiel der 12 oder bei der Reduktion gemäß dem Ausführungsbeispiel der 14 berücksichtigt werden. Zusätzlich wird bei dieser Ausführungsform noch ein Parameter des Schaltungsteils, beispielsweise der Widerstand, die Kapazität oder die Induktivität des Schaltungsteils bei der Berücksichtigung des Beitrages miteinbezogen. Dadurch ist eine zusätzliche Präzisierung des tatsächlichen Einflusses des Schaltungsteiles auf die elektrische Eigenschaft der integrierten Schaltung, insbesondere auf parasitäre Effekte der integrierten Schaltung, möglich.
In einer weiteren Ausführungsform werden die Schaltungsteile abhängig von dem relativen Beitrag, d.h. von der Sensitivität des Schaltungsteils bezogen auf einen Parameter des Schaltungsteils in unterschiedliche Klassen eingeteilt. Durch die Verwendung der unterschiedlichen Klassen ist eine weitere Flexibilisierung bei der Handhabung des Verfahrens möglich.
Die Sensitivitätsanalyse wird beispielsweise dadurch durchgeführt, dass in einem Schaltkreissimulator die verschiedenen Schaltungsteile bei der Simulation oder Berechnung der elektrischen Eigenschaften der integrierten Schaltung berücksichtigt werden, um den Einfluss der einzelnen Schaltungsteile auf die elektrische Eigenschaft der integrierten Schaltung, insbesondere auf parasitäre Einflüsse der Schaltungsteile auf die elektrische Eigenschaft der integrierten Schaltung zu überprüfen. Dabei werden für verschiedene Schaltungsteile der integrierten Schaltung verschiedene elektrische Eigenschaften der integrierten Schaltung, wie z.B. die Laufzeit eines Signals, die Spannungshöhe eines Signals am Ausgang der integrierten Schaltung usw. simuliert oder berechnet. Aus dem Vergleich der Ergebnisse kann der prozentuale oder absolute Beitrag eines Schaltungsteils zu einer elektrischen Eigenschaft der integrierten Schaltung berechnet werden.
Ziel des Verfahrens ist es, durch eine intelligente Reduktion der Komplexität die Simulation zur Ermittlung der elektrischen Eigenschaft der integrierten Schaltung, insbesondere zur Simulation der parasitären elektrischen Effekte der integrierten Schaltung zu vereinfachen. Dadurch wird Rechenzeit eingespart.
In einer Ausführungsform wird der Beitrag eines Schaltungsteils dadurch berechnet, dass eine Netzwerkgleichung nach einem Schaltungsparameter differenziert wird. Die Netzwerkgleichungen können simultan mit einer normalen Transientanalyse gelöst werden. Als Ergebnis wird ein Beitrag aller Netzwerkvariablen nach einem Parameter ermittelt. Beispielsweise kann die Abhängigkeit der zeitlichen Verzögerung bei der Signalübertragung zwischen einem Eingang und einem Ausgang der integrierten Schaltung in Abhängigkeit von einem ersten Widerstand R1 untersucht werden. Damit kann mathematisch diese Abhängigkeit durch die Ableitung der zeitlichen Verzögerung nach dem ersten Widerstand R1 beschrieben werden, der in der Netzliste beispielsweise den Wert 5 Ω hat. Der relative Beitrag wäre die Ableitung der Verzögerung nach dem ersten Widerstand R1 geteilt durch 5 Ω.
Bei der Verwendung von adjungierten Matrizen werden mit einer Transientanalyse adjungierte Gleichungssysteme rückwärts gelöst. Dabei wird eine Empfindlichkeit einer Netzwerkvariablen, z.B. ein Delay, oder einer Schaltungseigenschaft nach vielen Schaltungsparametern gleichzeitig bestimmt. Dies ist beispielsweise für eine Filterung der Eingangsparameter erforderlich.
Das Verfahren geht davon aus, dass die hohe Genauigkeit der Abbildung der Schaltungseigenschaften nicht global erforderlich ist, um einen Satz spezifischer Inputvektoren zu untersuchen. Viel mehr werden durch eine Sensitivitätsanalyse diejenigen parasitären Elemente bestimmt, die für die Schaltungseigenschaften eine besonders wichtige Rolle spielen. Im Vergleich zur Gesamtzahl der Elemente ist dies oft nur eine kleine Anzahl. Die Auswertung dieser Information führt zu deutlich verringerter Größe der Netzliste und daher zu deutlichen Verbesserungen der Performance in der nachfolgenden Simulation oder Berechnung der elektrischen Eigenschaften, insbesondere der parasitären Effekte der integrierten Schaltung.
Ein Vorteil des Verfahrens besteht darin, die Information aus der Sensitivitätsanalyse zu nutzen, um die zu simulierende Netzliste so aufzubereiten, dass eine höhere Performance erreicht werden kann.
Bei der Aufbereitung der Netzliste können verschiedene Verfahren eingesetzt werden. Beispielsweise kann ein Selektiv-Reduction-Flow-Prozess und ein Selektiv-Extraction-Flow-Prozess eingesetzt werden, wie anhand der 12 und 14 erläutert wurde.
Wird beispielsweise als typische Eigenschaft die Verzögerung des Signals zwischen zwei Knoten, beispielsweise von einem Ein- zu einem Ausgang in Abhängigkeit von einem Widerstand, einer Kapazität oder einer Induktivität betrachtet, so kann der Beitrag des Widerstands, der Induktivität oder der Kapazität zu der Signalverzögerung dadurch berechnet oder simuliert werden, dass die Signalverzögerung nach dem Widerstand, der Kapazität oder der Induktivität abgeleitet wird. Auf diese Weise kann ein Wert für den Beitrag der Induktivität, der Kapazität oder des Widerstandes ermittelt werden.
Auf die gleiche Weise kann eine Abhängigkeit der Signalverzögerung von einem Schaltungsteil, d.h. von einem Bauteil oder einer Leitbahn ermittelt werden. Bei dieser Ermittlung kann es vorteilhaft sein, eine Simulation der Funktion der integrierten Schaltung durchzuführen, wobei in einem ersten Verfahrensschritt die gesamte integrierte Schaltung mit einem Modell mit parasitären Effekten simuliert wird, und in einem zweiten Verfahrensschritt eine Simulation der integrierten Schaltung durchgeführt wird, wobei das zu bewertende Schaltungsteil als ideal angenommen wird, d.h. ohne einen Beitrag zu parasitären Effekten im Modell beschrieben wird.
Durch den Vergleich der zwei Ergebnisse wird ermittelt, welchen Beitrag zu parasitären Effekten das Schaltungsteil liefert. Auf diese Weise kann festgelegt werden, ob das Schaltungsteil ein wichtiges oder unwichtiges Schaltungsteil für die Berechnung oder Simulation der elektrischen Eigenschaft der integrierten Schaltung ist. Liefert das Schaltungsteil nur einen geringen oder keinen Beitrag zu den parasitären Effekten der integrierten Schaltung, so kann das Schaltungsteil mit einem idealen Modell bei der Berechnung oder bei der Simulation berücksichtigt werden. Damit wird die Rechenzeit reduziert. Liefert das Schaltungsteil einen größeren Beitrag zur elektrischen Eigenschaft, insbesondere zu parasitären elektrischen Effekten, dann wird das Schaltungsteil mit einem Modell berechnet, das parasitäre Effekte berücksichtigt.
In einer weiteren Ausführungsform wird der Beitrag des Schaltungsteils mit einem Grenzwert verglichen. Weist das Schaltungsteil einen größeren Beitrag zu den parasitären Effekten der integrierten Schaltung als der Grenzwert auf, so wird das Schaltungsteil einer wichtigen Klasse zugeordnet. In entsprechender Weise können mehr Grenzwerte verwendet werden, die eine Zuordnung der Schaltungsteile zu unterschiedlich wichtigen Klassen ermöglicht. In Abhängigkeit von der Zuordnung zu den unterschiedlichen Klassen werden die Schaltungsteile bei der Berechnung oder Simulation der elektrischen Eigenschaften der integrierten Schaltung berücksichtigt. Bei der Simulation werden unwichtige Schaltungsteile mit Hilfe von idealen Modellen berücksichtigt, die keinen Einfluss auf parasitäre Effekte der integrierten Schaltung haben. Abhängig von der Festlegung werden Schaltungsteile unterschiedlicher Klassen mit unterschiedlichen Modellen bei der Berechnung oder Simulation der elektrischen Eigenschaft der integrierten Schal tung berücksichtigt. Die Klassen können beim automatischen Programm fest vorgegeben sein oder über eine Bedienperson festgelegt und/oder ausgwählt werden.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens besteht darin, dass der Beitrag des Schaltungsteils bezogen auf einen technischen Parameter des Schaltungsteils bewertet wird und die bewerteten Beiträge zur Auswahl der bei der Berechnung oder Simulation zu berücksichtigenden Schaltungsteile verwendet wird. Beispielsweise kann der Beitrag eines ersten Widerstands 1 in Bezug auf eine Signalverzögerung auf den Wert des Widerstands bezogen werden. Weist beispielsweise der erste Widerstand einen Widerstandswert von 5 Ω auf und liefert einen Beitrag von einer Millisekunde zur Signalverzögerung, so ist der bewertete Beitrag 1 ms/5 Ω. In entsprechender Weise können die Widerstände bewertet und klassifiziert werden. Auch für die bewerteten Beiträge der Schaltungsteile werden Grenzwerte festgelegt, um eine Einteilung in wichtige oder unwichtige Schaltungsteile oder in verschiedene Klassen von Schaltungsteilen vornehmen zu können.
In analoger Weise werden auch Beiträge von Kapazitäten oder Induktivitäten bezogen auf den Wert der Kapazität bzw. bezogen auf den Wert der Induktivität bewertet und mit bewerteten Beiträgen bei der Berechnung oder Simulation der elektrischen Eigenschaft der integrierten Schaltung berücksichtigt. Ebenso werden auch die bewerteten Beiträge der Kapazitäten oder Induktivitäten bei der Einteilung in Klassen verwendet. Dadurch können präzisere Auswahlverfahren zur Reduzierung der zu berücksichtigenden Schaltungsteile bei der Berechnung oder Simulation der elektrischen Eigenschaften integrierten Schaltung erreicht werden.

Claims

Verfahren zum Berechnen wenigstens einer elektrischen Eigenschaft einer integrierten elektrischen Schaltung mit folgenden Schritten: a. es wird ein Modell ermittelt, das elektrische Eigenschaften der Schaltung beschreibt; b. das Modell wird mit einer Sensitivitätsprüfung dahingehend überprüft, welche Teile der Schaltung einen größeren Beitrag für die elektrische Eigenschaft der Schaltung liefern; c. Schaltungsteile mit einem größeren Beitrag zu der elektrischen Eigenschaft werden bei der Berechnung der elektrischen Eigenschaft als wichtige Schaltungsteile genauer berücksichtigt als unwichtige Schaltungsteile, die einen geringeren Einfluss auf die elektrische Eigenschaft der Schaltung haben.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ein Layout für wenigstens eine Maske zur Herstellung der Schaltung erstellt wird und, dass das Modell aus dem Layout extrahiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Modell anhand eines funktionellen Entwurfes ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für verschiedene Schaltungsteile verschiedene Modelle verwendet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, a. dass für ein wichtiges Schaltungsteil ein Modell mit einer größeren Genauigkeit verwendet wird, b. und dass für ein unwichtiges Schaltungsteil ein einfaches Modell mit einer geringeren Genauigkeit verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, a. dass für die Schaltung ein Modell mit einheitlicher Genauigkeit für verschiedene Schaltungsteile der Schaltung verwendet wird, b. dass anhand des Modells mit der Sensitivitätsprüfung überprüft wird, welche Teile der Schaltung einen größeren Beitrag zu der elektrischen Eigenschaft der Schaltung haben, c. dass Schaltungsteile mit einem größeren Beitrag zu der elektrischen Eigenschaft bei der Berechnung als wichtige Schaltungsteile beibehalten werden und unwichtige Schaltungsteile, die einen geringeren Beitrag zu der elektrischen Eigenschaft der Schaltung haben, bei der Berechnung nicht oder zumindestens ohne parasitäre Effekte berücksichtigt werden.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, a. dass bei der Überprüfung des Modells eine Signalsituation der elektrischen Schaltung zur Berechnung der elektrischen Eigenschaft der Schaltung verwendet wird, um wichtige und unwichtige Schaltungsteile zu identifizieren, b. dass nach dem Entfernen wenigstens eines unwichtigen Schaltungsteile mehrere Signalsituationen der Schaltung zur Berechnung der elektrischen Eigenschaft mithilfe eines Modells verwendet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, a. dass die Schaltung in elektrische Bauteile und in Netze unterteilt werden, b. dass ein Netz elektrische Leitungen beinhaltet, die auf einem einheitlichen elektrischen Potential liegen, und c. dass ein Netz als Schaltungsteil bei der Berechnung verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, a. dass die Schaltung in elektrische Bauteile und in Netze unterteilt werden, wobei die Bauteile mit den Netzen elektrisch verbunden sind, b. dass ein Netz elektrische Leitungen aufweist, die auf einem einheitlichen elektrischen Potential liegen, und c. dass ein Bauteil als Schaltungsteil bei der Berechnung verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Schaltungsteile abhängig von dem Beitrag zu der elektrischen Eigenschaft in Klassen verschiedener Sensitivität eingeteilt werden, und dass die Schaltungsteile der verschiedenen Klassen bei der Berechung der elektrischen Eigenschaft der Schaltung unterschiedlich berücksichtigt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsteile abhängig von einer Funktion des Beitrages für die elektrische Eigenschaft unterschiedlich bei der Berechnung berücksichtigt werden.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsteile abhängig von technischen Parametern der Schaltungsteile unterschiedlich bei der Berechnung berücksichtigt werden.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsteile Elemente einer Netzliste darstellen.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsteile abhängig von Werten des Beitrages zu einer elektrischen Eigenschaft der Schaltung in verschiedene Klassen eingeteilt werden.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaltungsteil abhängig von einem relativen Beitrag des Schaltungsteils für die elektrische Eigenschaft der Schaltung bezogen auf einen Parameter des Schaltungsteils in eine Klasse eingeteilt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Berechnung der Abhängigkeit der Sensitivität der Schaltung von einem Schaltungsteil als Beitrag ein parasitärer elektrischer Effekt eines Schaltungsteils berücksichtigt wird.