專利名稱：一種集成電路互連線寄生電容的建模方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集成電路設(shè)計(jì)方法，特別涉及一種互連線寄生電容模式庫的建立方法。
背景技術(shù)：
近些年，由于集成電路中互連線寄生參數(shù)對(duì)電路信號(hào)的完整性和可靠性等方面的巨大影響，使得人們不得不重視對(duì)互連線寄生參數(shù)的精確提取。寄生參數(shù)提取早期使用的解析方法只適合于一些非常簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，隨著互連結(jié)構(gòu)的日益復(fù)雜以及越來越高的求解精度要求，直接場(chǎng)求解成為一種有效的方法。但對(duì)于龐大的互連結(jié)構(gòu)，全部都用場(chǎng)來直接求解，高昂的時(shí)間花費(fèi)顯然行不通，所以，建立模式庫的方法一直被采用至今。模式庫中包含很多模型，每一種模型對(duì)應(yīng)一種常用的結(jié)構(gòu)，電路特性校驗(yàn)時(shí)，便用這些模型計(jì)算真實(shí)互連線的寄生參數(shù)。目前，因?yàn)榛ミB線規(guī)模越來越大，互連線復(fù)雜程度越來越高，互連模式庫的模型數(shù)量急劇增大，再加上工藝變化，使導(dǎo)體形狀偏離設(shè)計(jì)尺寸，給模式庫的建立增加了難度，花較少的時(shí)間建立高精度的模型一直是人們的追求目標(biāo)，而在當(dāng)前顯得更為重要。電容模型有兩種存在形式:插值表格和近似的解析表達(dá)式。如果插值點(diǎn)足夠多，這種方法會(huì)有較高的精度，因?yàn)槊總€(gè)插值點(diǎn)都需要進(jìn)行一次場(chǎng)的計(jì)算或者一次實(shí)驗(yàn)測(cè)試，所以插值點(diǎn)多意味著要進(jìn)行更多次計(jì)算或測(cè)試，而且，存儲(chǔ)很多的插值點(diǎn)需要占用很多內(nèi)存。解析表達(dá)式則非常簡(jiǎn)練，對(duì)設(shè)計(jì)人員和版面設(shè)計(jì)工具而言都很方便，但是，在較短的時(shí)間限制下，得到比較準(zhǔn)確的表達(dá)式并非易事。隨著導(dǎo)線厚寬比的增加，特征尺寸的縮小，以前的表達(dá)式精度不再能滿足要求，而且，針對(duì)每一種工藝，都要重新建模，純粹的經(jīng)驗(yàn)公式顯然不可行了。從檢索到的文獻(xiàn)可以看出，目前，大部分電容模型都是以電場(chǎng)分布為基礎(chǔ)，分解成若干分量，然后找出電通量與幾何參數(shù)之間的關(guān)系，只不過這個(gè)關(guān)系一開始比較簡(jiǎn)單，近似程度差一些，后來采用了更復(fù)雜的關(guān)系式，模擬的更接近了一些，很大程度上依賴于建模人的經(jīng)驗(yàn)。但對(duì)于新一代工藝，尺寸更小，原來的近似關(guān)系誤差就會(huì)增大，建模更加困難。如何在較短的時(shí)間之內(nèi)建立寄生參數(shù)模式庫成為集成電路設(shè)計(jì)中的重要一環(huán)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種集成電路互連線寄生電容建模的方法。本發(fā)明可在較短的時(shí)間內(nèi)，以表達(dá)式的形式建立互連線寄生電容模式庫，為集成電路后端設(shè)計(jì)中的電路特性校驗(yàn)提供可靠的支持，最終達(dá)到提高產(chǎn)品可靠性和縮短產(chǎn)品上市周期的目的。本發(fā)明集成電路互連線寄生電容的建模方法的步驟如下:針對(duì)一個(gè)給定的互連線結(jié)構(gòu)，用有限元法求其寄生電容的一階、二階敏感度，建立對(duì)應(yīng)的二階寄生電容基礎(chǔ)表達(dá)式，并用該二階寄生電容基礎(chǔ)表達(dá)式計(jì)算設(shè)計(jì)尺寸參數(shù)有效范圍內(nèi)若干計(jì)算點(diǎn)的寄生電容初值，再用有限元場(chǎng)求解器直接計(jì)算出所述計(jì)算點(diǎn)的寄生電容值，把兩次計(jì)算得到的相同計(jì)算點(diǎn)的兩個(gè)電容值相減，得到相應(yīng)的一系列誤差值，用所述的誤差值擬合出一個(gè)誤差修正表達(dá)式，把此誤差修正表達(dá)式疊加到之前得到的二階寄生電容基礎(chǔ)表達(dá)式上，最終得到該互連線結(jié)構(gòu)的寄生電容表達(dá)式。所述的給定的互連線結(jié)構(gòu)可以在互連線寄生電容模式庫中選取其中的任何一個(gè)互連線結(jié)構(gòu)。所述的互連線結(jié)構(gòu)寄生電容表達(dá)式的建模方法包括以下四個(gè)步驟:1、選取互連線寄生電容模式庫中的一個(gè)互連線結(jié)構(gòu)，建立其二階寄生電容基礎(chǔ)表達(dá)式。在設(shè)計(jì)尺寸參數(shù)P1, P2, P3,…所要求范圍的額定點(diǎn)(P1Q，P2O, P3O,…)上用有限元場(chǎng)求解器直接計(jì)算一個(gè)電容值作為Ctl，在該額定點(diǎn)上用有限元局部Jacobian矩陣求導(dǎo)數(shù)的方法計(jì)
算寄生電容對(duì)各設(shè)計(jì)尺寸參數(shù)的一階導(dǎo)數(shù)
權(quán)利要求
1.一種集成電路互連線寄生電容的建模方法，其特征在于，所述的建模方法為:針對(duì)一個(gè)給定的互連線結(jié)構(gòu)，用有限元法求所述互連線結(jié)構(gòu)的寄生電容的一階、二階敏感度，建立對(duì)應(yīng)的二階寄生電容基礎(chǔ)表達(dá)式，并用所述的二階寄生電容基礎(chǔ)表達(dá)式計(jì)算設(shè)計(jì)尺寸參數(shù)有效范圍內(nèi)若干計(jì)算點(diǎn)的寄生電容初值，再用有限元場(chǎng)求解器直接計(jì)算出所述計(jì)算點(diǎn)的寄生電容值，把兩次計(jì)算得到的相同計(jì)算點(diǎn)的兩個(gè)電容值相減，得到相應(yīng)的誤差值，用所述的誤差值擬合出誤差修正表達(dá)式，把所述的誤差修正表達(dá)式疊加到所述的二階寄生電容基礎(chǔ)表達(dá)式上，得到該互連線結(jié)構(gòu)最終的寄生電容表達(dá)式。
2.如權(quán)利要求1所述的集成電路互連線寄生電容的建模方法，其特征在于對(duì)于所述的給定互連線結(jié)構(gòu)的二階寄生電容基礎(chǔ)表達(dá)式的建立步驟如下:在設(shè)計(jì)尺寸參數(shù)Pi, P2, P3.…有效范圍的額定點(diǎn)(P1C|，P20.P30.…)上用有限元場(chǎng)求解器直接計(jì)算一個(gè)電容值作為Ctl，在該額定點(diǎn)上用有限元局部Jacobian矩陣求導(dǎo)數(shù)的方法計(jì)算寄生電容對(duì)各設(shè)計(jì)尺寸參數(shù)的一階、二階導(dǎo)數(shù)值，得到該互連線結(jié)構(gòu)的二階寄生電容基礎(chǔ)表達(dá)式:
3.如權(quán)利要求1所述的集成電路互連線寄生電容的建模方法，其特征在于用有限元場(chǎng)求解器計(jì)算寄生電容時(shí)，所述計(jì)算點(diǎn)的位置及數(shù)量的選取方法為:在各設(shè)計(jì)尺寸參數(shù)，即因素的有效范圍內(nèi)選取若干值，即水平值，根據(jù)因素?cái)?shù)和水平值，采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法中相應(yīng)的正交表選取計(jì)算點(diǎn)；采用有限元場(chǎng)求解器對(duì)所選取的計(jì)算點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，得到寄生電容值C。
4.如權(quán)利要求1所述的集成電路互連線寄生電容的建模方法，其特征在于所述的誤差修正表達(dá)式建立方法如下:把所述的通過正交表選取的計(jì)算點(diǎn)代入所述的二階寄生電容基礎(chǔ)表達(dá)式中，得到寄生電容初值C,，并將相同計(jì)算點(diǎn)上的電容初值C,與所述的用有限元場(chǎng)求解器求出的寄生電容值C兩兩相減，S卩AC = C-C'，得到誤差值A(chǔ)C，用誤差值A(chǔ)C和其對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)尺寸參數(shù)Pl，p2，p3，…擬合二階誤差修正表達(dá)式
5.如權(quán)利要求1所述的集成電路互連線寄生電容的建模方法，其特征在于對(duì)于給定互連線結(jié)構(gòu)，最終建立的寄生電容表達(dá)式為所述的互連線結(jié)構(gòu)的二階寄生電容基礎(chǔ)表達(dá)式與所述的二階誤差修正表達(dá)式的疊加，即C = C' +AC。
全文摘要
一種用于集成電路互連線寄生電容的建模方法。所述的建模方法為針對(duì)一個(gè)給定互連線結(jié)構(gòu)，用有限元法求其寄生電容的一階、二階敏感度，建立對(duì)應(yīng)的二階寄生電容基礎(chǔ)表達(dá)式，并用該表達(dá)式計(jì)算設(shè)計(jì)尺寸參數(shù)有效范圍內(nèi)若干計(jì)算點(diǎn)的寄生電容初值，再用有限元場(chǎng)求解器直接算出這些計(jì)算點(diǎn)的寄生電容值，把相同點(diǎn)的這兩個(gè)電容值相減，得到一系列誤差值，用這些誤差值擬合出一個(gè)誤差修正表達(dá)式，把此誤差修正表達(dá)式疊加到之前得到的二階寄生電容基礎(chǔ)表達(dá)式上，最終得到該互連線結(jié)構(gòu)更為精確的寄生電容表達(dá)式。
文檔編號(hào)G06F17/50GK103164572SQ201310057370
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月22日
發(fā)明者屈慧, 徐小宇 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院電工研究所