LSI的定时劣化模拟装置和模拟方法制造方法及图纸

为避免对可靠性的过度要求，在设计阶段预测ＬＳＩ随时间的劣化并模拟劣化后动作的装置和方法。可靠性库生成装置驱动电路可靠性模拟器生成可靠性库。单元延时劣化估算装置，参照可靠性库估算各单元延迟随时间而劣化的程度。定时劣化估算装置根据延迟劣化程度估算劣化后各单元的延迟，并生成劣化后定时。逻辑模拟器以劣化后定时为基础，模拟劣化后动作。因此，可切合实际的动作以良好的精度表现各信号通路的定时劣化。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及预测起因于热载流子现象等的LSI的随时间而发生的特性劣化并用LSI的定时模拟反映这一劣化的技术。半导体集成电路(LSI)有寿命，在经过某一期间动作之后，将会产生故障或动作不合格。作为LSI的故障或动作不合格的主要原因，有起因于热载流子现象的特性劣化和电致徙动所引发的布线断线等原因。特别是热载流子现象，会使晶体管的驱动能力劣化，因而使LSI的动作定时会随着时间的流逝而变化，两者中的不论哪一个都会导致误动作。在近年的LSI中，随着制造技术发达的同时，迅速推进了器件的微细化，由于在器件内产生的高电场使得本身为高能电子的热载流子变得易于产生，确保对热流子现象的可靠性变得越来越困难了。为了确保LSI的可靠性，人们考虑了一种比如说为了保证一定期间的动作，对动作定时的随时间而发生的变化设有充分的余裕，而使整个电路的动作定时一律含有适当的余量的方法。然而若采用这种方法，由于考虑到最坏的情况来设定余量，故作为LSI来说容易陷入性能参数过剩的境地。通常，LSI的可靠性与性能处于一种互相折衷的关系，使之具有过剩的可靠性结果就变为使LSI的性能降低。因此，用这样的方法开发高性能的LSI是困难的。另外，为了解决这种问题，以前也一直采用下述方法。即对每一本身为构成LSI的电路单位的电路单元(例如属于专用集成电路(ASIC)中所用的标准单元库的反相器之类的单元)，查清LSI的动作时的规定的动作条件的值，并对各电路单元检验所查清的动作条件的值是否处于为了满足劣化量或寿命事先定好的目标值所必需的范围之内。还要把劣化量或寿命不满足目标值的电路单元认为在LSI的可靠性方面有问题的电路单元，采取变更设计之类的对策。但是，在上述现有的方法中，仅仅对构成LSI的各电路单元进行了劣化量或寿命的检验，作为LSI整体，在许多情况下对可靠性仍将变为性能参数过剩，对此进行说明。LSI通常按照规定的频率动作。换句话说，由该规定的动作频率决定的周期将成为LSI中的处理时间的单位。另一方面，在LSI中，信号在该规定的周期之间，在由若干个电路单元构成的信号通路中流动。这时，由于劣化在信号通路中的信号传播延时将会变长，当超过了规定的周期时，LSI的动作定时将变得不正常，结果变成为产生误动作。反过来说，即使由于劣化使信号通路中的信号传播延时变长，如果没超过规定的周期，则LSI的动作定时仍能正常而不产生误动作。在此，假想两个信号通路A和B，并假定信号通路A中的信号传播延时和规定的周期大体上相同(即怕延时劣化)，而信号通路B中的信号传播延时比规定的周期小(即不怕延时劣化)。此外，假定信号通路A、B都含有同样动作条件值的电路单元，且其动作条件值不在劣化量或寿命满足目标所需的范围之内。这时，若采用上述现有的方法，则无论是信号通路A中所含的电路单元或信号通路B中所含的电路单元都将被认为在LSI的可靠性方面有问题的电路单元，变成了应变更设计的对象。然而实际上，虽然含于怕延时劣化的信号通路A中的电路单元在LSI的可靠性方面应当是有问题的，但把含于不怕延时劣化的信号通路B中的电路单元判断为在LSI的可靠性方面没有问题是妥当的。这样一来，从LSI的可靠性方面来看电路单元是否有问题，即使是在相同的动作条件之下，也会因各自的电路单元而异。因为对于各电路单元所允许的劣化量或寿命的范围，取决于在LSI的信号流中的该电路单元的位置而不同。鉴于上述问题，本专利技术的课题是提供一种为了在LSI的设计阶段避免对可靠性的性能参数过宽。在设计阶段预测实际的LSI的随时间而发生的劣化，对LSI的劣化后的动作进行模拟的装置和方法。为解决上述课题，第1方面的专利技术所采取的解决方案是，作为在设计阶段预测LSI的随时间而发生劣化，并对LSI的劣化后的动作进行模拟的LSI的定时劣化模拟装置，具备边参照表示电路单元的特性劣化程度对规定的动作条件的依赖性的可靠性库(Library)，边根据上述LSI动作时的该电路单元的上述规定的动作条件值，估算构成定为对象的LSI的各电路单元的延时的随时间而发生的劣化程度的单元延时劣化估算装置，还具有根据用上述单元延时劣化估算装置估算出来的各电路单元的延时劣化程度，估算随时间而发生劣化之后的上述LSI中的各电路单元的延时的LSI定时劣化估算装置，并作成为使之根据用上述LSI定时劣化估算装置估算出来的劣化后的上述LSI中的各电路单元的延时，模拟上述LSI的劣化后的动作。倘采用第1方面的专利技术，则可用单元延时劣化估算装置，估算构成定为对象的LSI的各电路单元的延时劣化的程度。这时，由于上述单元延时劣化估算装置边参照表示电路单元的特性劣化程度对规定的动作条件的依赖性的可靠性库，边根据上述LSI动作时的该电路单元的上述规定的动作条件值进行估算，故可以得到上述LSI实际动作所反映的各电路单元的延时劣化程度，根据这一电路单元的延时劣化程度，就可以用LSI定时劣化估算装置，估算随时间而发生的劣化后的上述LSI中各电路单元的延时。并且，根据这一劣化后的上述LSI中各电路单元的延时，就可以模拟上述LSI的劣化后的动作。因此，结果就变成为可以用模拟，切合实际的动作以良好的精度来表现LSI的各个信号通路的定时的劣化。因此，就可以在LSI的设计中，避免对起因于LSI的随时间而发生的劣化不可预测的可靠性性能参数过宽，就可以在可靠性和性能这双方面进行恰当的LSI的设计。在第2方面的专利技术中，上述第1方面的LSI的定时劣化模拟装置，定为具备可靠性库生成装置。该装置采用对各电路单元用电路可靠性模拟器求得构成该电路的晶体管的特性劣化程度，并从所求得的晶体管的特性劣化程度求出该电路单元的特性劣化程度对上述规定的动作条件的依赖性的办法，生成上述可靠性库。在第3方面的专利技术中，上述第1方面的LSI的定时劣化模拟装置具备估算劣化前的上述LSI中的各电路单元的延时的延迟计算机，并使之根据用上述延迟计算机估算出来的劣化之前的上述LSI中的各电路单元的延时，模拟上述LSI劣化前的动作。在第4方面的专利技术中。上述第3方面的LSI的定时劣化模拟装置中的LSI定时劣化估算装置设在上述延迟计算机内。在第5方面的专利技术中，上述第3方面的LSI的定时劣化模拟装置中的单元延时劣化估算装置和LSI定时劣化估算装置都设在上述延迟计算机内。在第6方面的专利技术中，上述第1方面的LSI的定时劣化模拟装置中的可靠性库，把输入端子与输出端子之间的信号传播延时的劣化程度用作电路单元的特性劣化程度。在第7方面的专利技术中，上述第6方面的LSI的定时劣化模拟装置中的可靠性库，把电路单元的输入信号的上升下降时间、输出负载电容和输入信号的开关次数用作规定的动作条件。在第8方面的专利技术中，上述第7方面的LSI的定时劣化模拟装置中的可靠性库，对于具有多个输入端子的电路单元，对于一个输入端子和输出端子之间的信号传播延时的劣化程度，把输入至另外的输入端子上去的输入信号的开关次数和上升下降时间用作规定的动作条件。在第9方面的专利技术中，上述第7方面的LSI的定时劣化模拟装置中的可靠性库，把加到电路单元上的电源电压用作规定的动作条件。在第10方面的专利技术中，上述第7方面的LSI的定时劣化模拟装置中的可靠性库，把电路单元的温度用作规定的动作条件。在第11方面的专利技术中，上述第6方面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在设计阶段预测ＬＳＩ的随时间而发生劣化并对ＬＳＩ的劣化后的动作进行模拟的ＬＳＩ的定时劣化模拟装置， 其特征是，具备： 单元延时劣化估算装置，用于边参照表示电路单元的特性劣化程度对规定的动作条件的依赖性的可靠性库，边根据上述ＬＳＩ的动作时的该电路单元的上述规定的动作条件的值，估算构成作为对象的ＬＳＩ的各电路单元的延时的随时间而发生的劣化程度； ＬＳＩ定时劣化估算装置，用于根据用上述单元延时劣化估算装置估算出来的各电路单元的延时劣化程度，估算随时间而发生的劣化后的上述ＬＳＩ中的各电路单元的延时，且 根据用上述ＬＳＩ定时劣化估算装置估算出来的劣化后的上述ＬＳＩ中的各电路单元的延时，模拟上述ＬＳＩ的劣化后的动作。

【技术特征摘要】
JP 1996-8-29 228118/961.一种在设计阶段预测LSI的随时间而发生劣化并对LSI的劣化后的动作进行模拟的LSI的定时劣化模拟装置，其特征是，具备单元延时劣化估算装置，用于边参照表示电路单元的特性劣化程度对规定的动作条件的依赖性的可靠性库，边根据上述LSI的动作时的该电路单元的上述规定的动作条件的值，估算构成作为对象的LSI的各电路单元的延时的随时间而发生的劣化程度；LSI定时劣化估算装置，用于根据用上述单元延时劣化估算装置估算出来的各电路单元的延时劣化程度，估算随时间而发生的劣化后的上述LSI中的各电路单元的延时，且根据用上述LSI定时劣化估算装置估算出来的劣化后的上述LSI中的各电路单元的延时，模拟上述LSI的劣化后的动作。2.根据权利要求1所述的LSI的定时劣化模拟装置，其特征是具备可靠性库生成装置，用于用电路可靠性模拟器求出构成该电路的晶体管的特性劣化程度，再从所求得的各晶体管的特性劣化程度中求出该电路单元的特性劣化程度对上述规定的动作条件的依赖性，以生成上述可靠性库。3.根据权利要求1所述的LSI的定时劣化模拟装置，其特征是具备对劣化前的上述LSI中的各电路单元的延时进行估算的延迟计算机，根据用上述延迟计算机估算出来的劣化前的上述LSI中的各电路单元的延时，模拟上述LSI的劣化前的动作。4.根据权利要求3所述的LSI的定时劣化模拟装置，其特征是上述LSI定时劣化估算装置设置于上述延迟计算机内。5.根据权利要求3所述的LSI的定时劣化模拟装置，其特征是上述单元延时劣化估算装置和LSI定时劣化估算装置都设于上述延迟计算机内。6.根据权利要求1所述的LSI的定时劣化模拟装置，其特征是上述可靠性库是把输入端子和输出端子之间的信号传播延时的劣化程度用作电路单元的特性劣化程度的库。7.根据权利要求6所述的LSI的定时劣化模拟装置，其特征是上述可靠性库是把电路单元的输入信号的上升下降时间、输出负载电容和输入信号的开关次数用作规定的动作条件的库。8.根据权利要求7所述的LSI的定时劣化模拟装置，其特征是上述可靠性库是对具有多个输入端子的电路单元，对于一个输入端子和输出端子之间的信号传播延时的劣化程度，把送向其他输入端子上去的输入信号的开关次数和上升下降时间用作规定的动作条件的库。9.根据权利要求7所述的LSI的定时劣化模拟装置，其特征是上述可靠性库是把加到电路单元上的电源电压用作规定的动作条件的库。10.根据权利要求7所述的LSI的定时劣化模拟装置，其特征是上述可靠性库是把电路单元的温度用作规定的动作条件的库。11.根据权利要求6所述的LSI的定时劣化模拟装置，其特征是上述可靠性库是把输出信号的上升下降时间的劣化程度用作电路单元的特性劣化程度的库。12.根据权利要求1所述的LSI的定时劣化模拟装置，其特征是上述可靠性库是表示电路单元的至少包括建立时间和保持时间在内的定时校验值的对规定的动作条件的依赖性的库。该LSI的定时劣化模拟装置具备定时校验值劣化估算装置，用于边参照上述可靠性库，边根据上述LSI的动作时的该电路单元的上述规定的动作条件的值，估算构成作为对象的LSI的电路单元的定时校验值的劣化程度，而且，上述LSI定时劣化估算装置是根据用上述定时校验值劣化估算装置估算出来的上述电路单元的定时校验值的劣化程度，估算随时间而发生的劣化后的上述LSI中的上述电路单元的定时校验值的装置，根据用上述LSI定时劣化估算装置估算出来的上述电路单元的定时校验值，估算在劣化后的上述LSI中上述电路单元是否正常动作。13.根据权利要求1所述的LSI的定时劣化模拟装置，其特征是上述可靠性库是以表的形式表示电路单元的特性劣化程度对规定的动作条件的依赖性的库。14.根据权利要求1所述的LSI的定时劣化模拟装置，其特征是上述可靠性库是以函数表示电路单元的特性劣化程度对规定的动作条件的依赖性的库。15.根据权利要求1所述的LS...

【专利技术属性】
技术研发人员：米泽浩和，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]