本發(fā)明的實施例涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體地涉及參數(shù)提取的方法及其系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在用于制造半導(dǎo)體集成電路(ic)的設(shè)計流程中，可以結(jié)合各種方法和電子設(shè)計自動化工具以建立期望的模擬環(huán)境。使用多個內(nèi)置器件模型和設(shè)計規(guī)則以驗證設(shè)計的性能，諸如功能、功率、操作時間和管芯尺寸。此外，需要準(zhǔn)備具有不同組參數(shù)的不同模型用于解決不同的應(yīng)用。在模型參數(shù)中，利用熱相關(guān)參數(shù)以模擬熱源對于器件功能和性能的影響。然后，通過考慮熱效應(yīng)確定并在設(shè)計ic上反映合理的設(shè)計裕度。因此，在器件中最小化由于器件加熱導(dǎo)致的功能誤差和性能退化。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實施例提供了一種半導(dǎo)體設(shè)計方法，由至少一個處理器實施，包括：生成包括晶體管的芯片的布局?jǐn)?shù)據(jù)；基于所述布局?jǐn)?shù)據(jù)中的晶體管的位置信息確定用于所述晶體管的熱相關(guān)參數(shù)；生成包括所述熱相關(guān)參數(shù)的網(wǎng)表數(shù)據(jù)；基于所述網(wǎng)表數(shù)據(jù)實施布局后模擬；以及驗證所述布局后模擬是否滿足設(shè)計規(guī)格。

本發(fā)明的實施例還提供了一種半導(dǎo)體設(shè)計方法，由至少一個處理器實施，包括：生成包括晶體管的芯片的布局?jǐn)?shù)據(jù)；將具有與所述晶體管中的一個對應(yīng)的標(biāo)志區(qū)域的標(biāo)志層結(jié)合至所述布局?jǐn)?shù)據(jù)中；基于所述布局?jǐn)?shù)據(jù)，確定對于所述晶體管中的每一個的熱相關(guān)器件數(shù)量；生成包括所述熱相關(guān)參數(shù)的網(wǎng)表數(shù)據(jù)；基于所述網(wǎng)表數(shù)據(jù)實施布局后模擬；以及驗證所述布局后模擬是否滿足設(shè)計規(guī)格。

本發(fā)明的實施例還提供了一種半導(dǎo)體設(shè)計系統(tǒng)，包括一個或多個處理器和包括指令的一個或多個程序，當(dāng)由所述一個或多個處理器執(zhí)行所述指令時，使得所述系統(tǒng)：生成包括晶體管的芯片的布局?jǐn)?shù)據(jù)；基于所述布局?jǐn)?shù)據(jù)，確定用于所述晶體管的熱相關(guān)參數(shù)；生成包括所述熱相關(guān)參數(shù)的網(wǎng)表數(shù)據(jù)；基于所述網(wǎng)表數(shù)據(jù)實施布局后模擬；以及驗證所述布局后模擬是否滿足設(shè)計規(guī)格。

附圖說明

當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時，根據(jù)下面詳細(xì)的描述可以最佳地理解本發(fā)明的實施例。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實踐，各個部件未按比例繪制。實際上，為了清楚地討論，各個部件的尺寸可以任意地增加或減少。

圖1是根據(jù)一些實施例的示出了設(shè)計流程的示意圖。

圖2a和圖2b是根據(jù)一些實施例的半導(dǎo)體器件的示意圖。

圖3是根據(jù)一些實施例的布局的示意圖。

圖4是根據(jù)一些實施例的布局的示意圖。

圖5是根據(jù)一些實施例的模擬工藝的流程圖。

圖6是根據(jù)一些實施例的模擬工藝的流程圖。

圖7是根據(jù)一些實施例的硬件系統(tǒng)的框圖。

具體實施方式

以下公開內(nèi)容提供了許多用于實現(xiàn)所提供主題不同特征的不同實施例或?qū)嵗Ｒ韵旅枋鼋M件和布置的具體實例以簡化本發(fā)明。當(dāng)然，這些僅僅是實例而不旨在限制。例如，在以下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接觸而形成的實施例，并且也可以包括形成在第一部件和第二部件之間的附加部件使得第一部件和第二部件可以不直接接觸的實施例。此外，本發(fā)明可以在各個實例中重復(fù)參考標(biāo)號和/或字符。該重復(fù)是出于簡明和清楚的目的，而其本身并未指示所討論的各個實施例和/或配置之間的關(guān)系。

而且，為便于描述，在此可以使用諸如“在...下方”、“在...下面”、“下部”、“在...上面”、“上部”等的空間相對術(shù)語，以描述如圖所示的一個元件或部件與另一元件或部件的關(guān)系。除了圖中所示的方位外，空間相對位置術(shù)語旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。裝置可以以其他方式定向(旋轉(zhuǎn)90度或在其他方位上)，并且本文使用的空間相對描述符可以同樣地作相應(yīng)的解釋。

圖1是根據(jù)一些實施例的示出了設(shè)計流程100的示意圖。用于設(shè)計半導(dǎo)體芯片的設(shè)計流程100利用一個或多個電子設(shè)計自動化(eda)工具以在其中執(zhí)行操作。通常使用工作站或個人電腦執(zhí)行該工具以完成該流程。設(shè)計流程100包括系統(tǒng)設(shè)計階段110、邏輯設(shè)計階段120、合成階段130、預(yù)布局模擬階段140、布局開發(fā)階段150、參數(shù)提取階段160和布局后模擬階段170。

最初，在系統(tǒng)設(shè)計階段110中，為用于感興趣的芯片的系統(tǒng)架構(gòu)提供高水平的描述。在該階段中，根據(jù)設(shè)計規(guī)格確定芯片的每個功能以及性能要求。通常由相應(yīng)的示意性功能模塊或功能塊代表那些功能。此外，可以尋求優(yōu)化或性能折衷以便獲得具有經(jīng)濟(jì)實惠的成本和功率的設(shè)計規(guī)格。

在設(shè)計階段120中，使用硬件描述語言在寄存器傳輸級(rtl)中描述功能模塊和功能塊。通?？梢詮纳虡I(yè)軟件，例如，verilog或vhdl獲得語言工具。在邏輯設(shè)計階段120中實施初步的功能檢查以驗證實施的功能是否符合在系統(tǒng)設(shè)計階段110中設(shè)定的規(guī)格。

隨后，在合成階段130中，將在rtl描述中的模塊轉(zhuǎn)化成網(wǎng)表數(shù)據(jù)，在網(wǎng)表數(shù)據(jù)中建立每個功能模塊中的電路結(jié)構(gòu)，例如，邏輯門和寄存器。在一些實施例中，進(jìn)行這種邏輯門和寄存器至標(biāo)準(zhǔn)單元庫中的可利用的單元的技術(shù)映射。此外，提供網(wǎng)表數(shù)據(jù)以描述在門級中的芯片器件的功能關(guān)系。在實施例中，將網(wǎng)表數(shù)據(jù)由門級視圖轉(zhuǎn)變成晶體管級視圖。

然后，在預(yù)布局模擬階段140中驗證門級網(wǎng)表數(shù)據(jù)。在階段140的驗證工藝期間，如果一些功能在模擬中驗證失敗，則設(shè)計流程100可以被暫時暫停并且回到階段110或120以進(jìn)一步更正或更改。在預(yù)布局模擬階段140之后，ic芯片設(shè)計通過初步驗證并且完成前端設(shè)計工藝。因此，將進(jìn)行后端物理設(shè)計工藝。

在布局開發(fā)階段150中，實施在前端工藝期間確定的代表電路的物理架構(gòu)。布局開發(fā)涉及一系列的放置操作和布線操作，允許在放置操作中確定每個組件和器件的具體結(jié)構(gòu)和相關(guān)幾何圖形，并且在放置操作之后對不同組件之間的互連進(jìn)行布線。此外，放置操作涉及決定有限大的空間中的每個ic芯片組件和電路的放置位置，并且布線操作決定連接線的實際引線。實施放置和布線兩個操作以滿足諸如來自芯片制造工廠的設(shè)計規(guī)則檢查(drc)卡片組(deck)，從而滿足芯片的制造標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)計開發(fā)階段150之后，創(chuàng)建放置和布線布局?jǐn)?shù)據(jù)并且相應(yīng)地生成具有放置和布線數(shù)據(jù)的網(wǎng)表。

在參數(shù)提取階段160中，進(jìn)行布局參數(shù)提取(lpe)操作以導(dǎo)出來自于開發(fā)的布局中的依賴布局的參數(shù)，諸如寄生電阻和電容。在一些實施例中，在布局參數(shù)提取操作之前，實施布局-原理圖(lvs)驗證以就放置和布線網(wǎng)表而言檢查芯片的功能性能。因此，然后生成布局后網(wǎng)表數(shù)據(jù)，其包括依賴布局的參數(shù)。

在布局后模擬階段170中，通過考慮先前階段中獲得的參數(shù)來實施物理驗證。在階段170中，進(jìn)行晶體管級行為的模擬以便核查芯片是否在要求的系統(tǒng)規(guī)格內(nèi)執(zhí)行期望的功能。此外，實施布局后模擬以保證在芯片制造工藝中不出現(xiàn)電問題和光刻問題。

在布局后模擬階段170之后，在階段180中確定布局后網(wǎng)表是否滿足設(shè)計規(guī)格。如果肯定，則在階段190中接受電路設(shè)計，并且然后相應(yīng)地簽署。然而，如果布局后模擬的結(jié)果不利，則設(shè)計流程100將回到先前的階段以進(jìn)行功能和性能調(diào)整。例如，設(shè)計流程100可以回到布局開發(fā)階段150，在該階段中重新開發(fā)布局以修正來自布局級的問題?？蛇x地，設(shè)計流程100可以退至更早的階段；或者系統(tǒng)設(shè)計階段100或邏輯設(shè)計階段120以便在不能在后端階段中解決問題的情況下重新進(jìn)行芯片設(shè)計。

圖1中示出的設(shè)計流程100是示例性的。階段或操作的其他順序、階段的分割、或在示出的階段之前、之間或之后的附加的階段仍然落在本發(fā)明的考慮的范圍內(nèi)。

再次參考圖1的參數(shù)提取階段160，基于布局?jǐn)?shù)據(jù)而提取的依賴布局的參數(shù)確定模擬芯片操作中的spice(集成電路通用模擬程序)模型的有效性。在這些參數(shù)中，熱相關(guān)參數(shù)用于(尤其在晶體管級模擬中)提供從芯片的每個組件產(chǎn)生的熱的信息。在對熱生成機(jī)制建模中觀察到被稱為自加熱效應(yīng)(she)的現(xiàn)象。因此，對she的更好的了解將幫助更精確地導(dǎo)出熱相關(guān)參數(shù)。

發(fā)現(xiàn)對于在芯片中的建模的器件的she的典型的熱源是有源器件，諸如金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(mosfet)，并且具體地，電流流經(jīng)其漏極區(qū)域。相應(yīng)地，she的程度將與它的操作電流和功率成比例。認(rèn)為由于she而導(dǎo)致的熱積累在先進(jìn)的半導(dǎo)體器件(諸如鰭式場效應(yīng)晶體管(finfet)或絕緣體上硅fet(soifet))中更明顯。此外，可以發(fā)現(xiàn)針對建模的器件的另一熱源在它的有源器件附近。結(jié)果，熱貢獻(xiàn)者的識別對she建模至關(guān)重要。因此，將she更好地解釋為由建模的器件本身和附近的器件導(dǎo)致的熱效應(yīng)。

除了熱源之外，she的分析揭示：與附近的器件的距離將確定對建模的器件的實際熱貢獻(xiàn)。此外，用于連接附近的器件的材料和結(jié)構(gòu)也將導(dǎo)致不同的熱傳播路徑。例如，與其中兩個fet器件設(shè)置在分離的od區(qū)域中的隔離結(jié)構(gòu)相比，將兩個鄰近的fet器件容納在共同的氧化物擴(kuò)散(od)區(qū)域內(nèi)的結(jié)構(gòu)將允許在兩個fet器件之間分配更多的熱。換句話說，she歸因于如下因素，包括建模的器件本身的電功率等級、附近的器件的電功率等級、與這樣的附近的器件的相對距離或器件的布局布置。基于上面的討論，熱相關(guān)參數(shù)將依賴于布局并且只能在布局完成之后精確地獲得。

另外，參考布局后模擬階段170，通過將每個器件的spice模型結(jié)合至模擬器中來獲得完整的布局后模擬結(jié)果，這在當(dāng)對熱源進(jìn)行供電或斷電時的不同的時間情況下對she進(jìn)行分析。通過在一段時間期間將開關(guān)活動數(shù)據(jù)(即，器件通-斷狀態(tài)的文件)投射(project)在布局設(shè)局上來完成實時功率分析。因此，操作設(shè)計流程100，其中，在階段160和170中分別實施熱相關(guān)參數(shù)提取操作和動態(tài)模擬器安裝。因此，將得到更精確地模擬結(jié)果。

相反，通過在設(shè)計流程期間假定固定數(shù)量的熱源來進(jìn)行一些現(xiàn)有的設(shè)計流程中的she建模。以固定數(shù)量的熱源來計算共用共同的od區(qū)域的附近的有源器件，而不管它們的功率值和相對距離。通?；谠诿總€od區(qū)域中的器件數(shù)量，通過查找表格的方法確定用于熱源的靜態(tài)數(shù)據(jù)。此外，在一些現(xiàn)有的布局后模擬方法中，模擬器不考慮熱源的實時開關(guān)狀態(tài)。相反，在模擬階段假定對熱源進(jìn)行供電。因此，發(fā)現(xiàn)得到的模擬結(jié)果沒有在幾何上和時間上反映實際的she。因此，可能需要更長的設(shè)計循環(huán)時間或可能增加制造成本。

在下文中，將呈現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的各個實施例。參考圖1的階段140，預(yù)布局模擬操作完成并且已通過驗證之后，將生成預(yù)布局網(wǎng)表數(shù)據(jù)以用作布局開發(fā)的輸入。在下面展示從完整預(yù)布局網(wǎng)表提取的示例性部分，其中涉及五個晶體管。

m214d1g1s1b1nch_svt

m216d2g2s2b2nch_svt

m224d3g3s3b3nch_svt

m226d4g4s4b4nch_svt

m228d5g5s5b5nch_svt

示例性網(wǎng)表數(shù)據(jù)的每一行都對應(yīng)于具有類似語法的每個晶體管。用于每個晶體管的描述都包括(但不限制于)給出晶體管標(biāo)簽(m214至m228)的主要條目。然后，晶體管標(biāo)簽后是四個編號的數(shù)據(jù)和器件模型名稱(nch_svt)，其中，由相同的數(shù)字識別每個晶體管通過端子(用于d1的漏極、用于g1的柵極、用于s1的源極和用于b1的主體)至其他器件的連接。隨后，提供寬度識別符l2和長度識別符l1。附加默認(rèn)的符號“u”以代表長度單位。如下面在圖2a和圖2b中所示，將在布局開發(fā)階段中生成與以上示例性網(wǎng)表對應(yīng)的精確的幾何形狀和位置。

圖2a是根據(jù)一些實施例的半導(dǎo)體器件210的示意圖。如圖所示，平面圖的坐標(biāo)遵從具有指向x和y方向的坐標(biāo)系。半導(dǎo)體器件210可以是finfet器件。此外，半導(dǎo)體器件210包括與在預(yù)布局網(wǎng)表中設(shè)定的規(guī)格一致的od區(qū)域212、第一柵極區(qū)域214和第二柵極區(qū)域216。在本實施例中，生成半導(dǎo)體器件210以實施預(yù)布局網(wǎng)表數(shù)據(jù)的兩個晶體管，諸如以上討論的那些名稱為m214和m216的晶體管。類似地，還將以相同的方式在布局文件中生成在網(wǎng)表數(shù)據(jù)中識別的另外三個晶體管。

在二維區(qū)域中示出的od區(qū)域212可以對應(yīng)于finfet器件210的鰭結(jié)構(gòu)。以沿著x方向限定的od長度l1和沿著y方向限定的od寬度w1生成od區(qū)域212。第一柵極區(qū)域214和第二柵極區(qū)域216分別對應(yīng)于晶體管m214和晶體管m216。為了方便，第一柵極區(qū)域214和第二柵極區(qū)域216分別代表第一晶體管214和第二晶體管216。此外，在半導(dǎo)體器件210的布局中，在od區(qū)域212內(nèi)構(gòu)建第一柵極區(qū)域214和第二柵極區(qū)域216。器件配置的可視化信息有助于隨后的熱相關(guān)參數(shù)提取操作。

圖2b是根據(jù)一些實施例的半導(dǎo)體器件220的示意圖。半導(dǎo)體器件220包括具有od長度l2和od寬度w2的od區(qū)域222。此外，半導(dǎo)體器件220包括用于分別實施晶體管m224、m226和m22的第一柵極區(qū)域224、第二柵極區(qū)域226和第三柵極區(qū)域2288。半導(dǎo)體器件220包括finfet結(jié)構(gòu)，其中通過相應(yīng)地柵極區(qū)域識別三個晶體管器件。

在一些實施例中，可以以用于不同應(yīng)用和限制的不同的od配置來設(shè)計晶體管214、216、224、226和228。例如，可以以五個分開的od區(qū)域或單個共用的od區(qū)域來實施五個晶體管。在任一情況下，實施的芯片功能可以與在圖2a和圖2b中示出的兩個共用的od區(qū)域的配置相同。然而，由于不同的od配置，所以下面的she分析將十分不同。

在圖2a和圖2b中示出的晶體管的幾何信息l1、w1、l2和w2附加至原始網(wǎng)表數(shù)據(jù)，如下面在另一個示例性網(wǎng)表數(shù)據(jù)中給出。

m214d1g1s1b1nch_svtw1＝2ul1＝0.5u

m216d2g2s2b2nch_svtw1＝2ul1＝0.5u

m224d3g3s3b3nch_svtw2＝2ul2＝0.5u

m226d4g4s4b4nch_svtw2＝2ul2＝0.5u

m228d5g5s5b5nch_svtw2＝2ul2＝0.5u

圖3是根據(jù)一些實施例的布局?jǐn)?shù)據(jù)300的示意圖。在具有x軸y軸的矩形坐標(biāo)系中測量布局?jǐn)?shù)據(jù)300。此外，在布局?jǐn)?shù)據(jù)300中指定原始識別符c0并且用作在布局?jǐn)?shù)據(jù)300中的參考。能夠調(diào)整原始識別符c0的實際位置。原始的識別符c0是全局類型識別符。在布局開發(fā)的過程中固定全局類型識別符的坐標(biāo)并且不相應(yīng)于布局配置而改變。布局?jǐn)?shù)據(jù)300包括分別在圖2a和圖2b中討論的半導(dǎo)體器件210和220。

由在左下角處的位置識別符c2指定od區(qū)域212的位置。在實施例中，位置識別符c2是相對于原始識別符c0的全局類型識別符。例如，識別符c2存儲(x05,y10)的坐標(biāo)。結(jié)果，當(dāng)確定od區(qū)域212的尺寸時，能夠相應(yīng)地得到od區(qū)域212的邊界。在本實施例中，雖然位置識別符c2用于指代od區(qū)域212，但是還能夠可選地指定其他位置，諸如od區(qū)域212的中心或其他角部。

然后，指定用于od區(qū)域212的晶體管214和216的位置。在實施例中，晶體管214的中心的坐標(biāo)是m1g＝(x10,y20)。類似地，晶體管216的中心的坐標(biāo)是m2g＝(x20,y20)?；诰w管214和216的位置，能夠得到晶體管214和晶體管216之間的距離。此外，還能夠得到晶體管214或著晶體管216與其他組件之間的距離。在本實施例中，雖然幾何中心用作晶體管214和216的位置識別符，但是能夠可選地使用其他位置，諸如用于晶體管214的底部點(x20,y05)和頂部點(x20,y35)的坐標(biāo)。如下面例示，更新晶體管的全局的基于位置的信息并附加至布局后的網(wǎng)表數(shù)據(jù)(為了簡潔，省略了包括端子、器件模型名稱和幾何信息的重復(fù)的參數(shù))。

m214devx＝x10,devy＝y(tǒng)20

m216devx＝x20,devy＝y(tǒng)20

m224devx＝x30,devy＝y(tǒng)20

m226devx＝x40,devy＝y(tǒng)20

m228devx＝x50,devy＝y(tǒng)20

隨后，得到了用于描述晶體管214和216的布局參數(shù)，其可以包括od區(qū)域212的識別碼(identity)和相應(yīng)的位置以及od區(qū)域222的識別碼和相應(yīng)的位置。在實施例中，對于od區(qū)域212，為晶體管214和216兩者指定識別碼表達(dá)式odid＝212。類似地，對于od區(qū)域222，為晶體管224、226和228指定識別碼表達(dá)式odid＝222。除了在晶體管之間的相對距離，共用的od區(qū)域上的信息將在識別對于具體的晶體管的重要的熱源中有助于she分析。如下面示例性示出了晶體管的基于位置的參數(shù)和基于od區(qū)域的參數(shù)(為了簡潔，省略了重復(fù)的參數(shù))。

m214devx＝x10,devy＝y(tǒng)20odid＝212

m216devx＝x20,devy＝y(tǒng)20odid＝212

m224devx＝x30,devy＝y(tǒng)20odid＝222

m226devx＝x40,devy＝y(tǒng)20odid＝222

m228devx＝x50,devy＝y(tǒng)20odid＝222

在實施例中，將用于識別符的位置信息定義為相對坐標(biāo)。在實施例中，以位置表示來記錄相對于od區(qū)域212的識別符c2的位置。例如，晶體管識別符m1可以存儲坐標(biāo)m1r＝(x10-x05,y20-y10)。類似地，晶體管識別符m2可以存儲坐標(biāo)m2r＝(x20-x05,y20-y10)。

如下面示例性地示出的，更新晶體管214和216的本地化的位置信息并附加至布局后網(wǎng)表數(shù)據(jù)(為了簡潔，省略了重復(fù)的參數(shù))。

m214devx＝x10-x05,devy＝y(tǒng)20-y10odid＝212

m216devx＝x20-x05,devy＝y(tǒng)20-y10odid＝212

在坐標(biāo)m1r和m2r的本地化設(shè)置下，對于晶體管214的熱源上的位置信息限制于那些共用的od區(qū)域212的。結(jié)果，尤其當(dāng)在其中百萬計的晶體管上估計大規(guī)模的布局時，顯著減小了對于所有熱源的全局搜索的計算負(fù)荷。在實施例中，在布局后模擬階段170中，每個器件的本地位置坐標(biāo)都可以由它的全局類型的識別符得出，反之亦然。

在實施例中，還將位置信息簡化為共用共同的od區(qū)域212的晶體管組的系列指數(shù)。預(yù)先確定索引規(guī)則，據(jù)此可以從最左邊至最右邊索引晶體管。例如，由用于od區(qū)域212的相應(yīng)的系列數(shù)字(serialnumber)1和2來指定晶體管214和216。因此，還減小了用于she分析的位置信息。在下文中，提供代表系列位置信息的示例性網(wǎng)表。

m214devid＝1odid＝212

m216devid＝2odid＝212

m224devid＝1odid＝222

m226devid＝2odid＝222

m228devid＝3odid＝222

對于具體器件的精確的she模擬需要該器件的位置信息和該器件的相關(guān)的od識別碼。參考o(jì)d區(qū)域212和222，雖然相對于晶體管224，晶體管214和216可以設(shè)置在比晶體管228相對更短短的距離處，但是由于它們設(shè)置在不同的od區(qū)域中，所以she影響可以顯著地不同。在用于模擬she的現(xiàn)有的方法中，貫穿預(yù)定的查找表格僅提供總器件數(shù)量的一個參數(shù)，對于od區(qū)域222的情況，該參數(shù)設(shè)置為三。在該情況中，提供邏輯器件數(shù)字而不是實際器件幾何信息。此外，當(dāng)進(jìn)行she模擬時，將用于所有晶體管的活動狀態(tài)設(shè)置為以最大的功率啟用。結(jié)果，使用現(xiàn)有方法的布局后模擬沒有反映實際器件活動和相關(guān)的功率分布。因此，悲觀的評估結(jié)果是不可避免的并且可以導(dǎo)致布局調(diào)整的更多的迭代。

圖4是根據(jù)一些實施例的布局?jǐn)?shù)據(jù)400的示意圖。將布局?jǐn)?shù)據(jù)400組織在具有相應(yīng)的組件和器件的兩個重疊的層中。由于在圖4的頂視圖中示出布局?jǐn)?shù)據(jù)400，所以兩個層可以是視覺上分開的。在本實施例中，布局?jǐn)?shù)據(jù)400包括第一層中的示例性半導(dǎo)體器件410。類似于在圖2a和圖2b中示出的描述，半導(dǎo)體器件410包括od區(qū)域412和五個晶體管器件414、416、418、420和422。由晶體管414、416、418、420和422共用的od區(qū)域412限定半導(dǎo)體器件410。

此外，布局?jǐn)?shù)據(jù)400包括第二層以用作標(biāo)志層(未分別示出)，其中分別對應(yīng)于晶體管414、420和422設(shè)置第二標(biāo)志區(qū)域425和第三標(biāo)志區(qū)域435。與第一層和相關(guān)的半導(dǎo)體器件410不同，為獲得熱相關(guān)參數(shù)的目的一起提供第一標(biāo)志區(qū)域415、第二標(biāo)志區(qū)域425和第三標(biāo)志區(qū)域435以及標(biāo)志層，并且因此將不會包括在布局后數(shù)據(jù)中。

在布局?jǐn)?shù)據(jù)400的分開的標(biāo)志層中識別標(biāo)志區(qū)域415、425和435。此外，布局?jǐn)?shù)據(jù)400中的標(biāo)志區(qū)域415、425和435用于標(biāo)記重要的熱源以有助于熱相關(guān)參數(shù)提取。確定標(biāo)志區(qū)域的標(biāo)準(zhǔn)可以包括(但不限制于)用于晶體管的操作功率的等級的排序、晶體管的位置、晶體管配置、模擬精度的要求和系統(tǒng)計算資源。

將搜索距離ds定義為感興趣的晶體管的任一側(cè)的熱源的最大器件數(shù)量，假定并行布置od區(qū)域內(nèi)的柵極區(qū)域。參考圖4，沿著y方向并行設(shè)置用于五個晶體管的柵極區(qū)域。在本實施例中，假定用于od區(qū)域412的搜索距離ds設(shè)置為二。那意味著用于晶體管(例如416)的顯著熱源的搜索范圍將包括左邊兩個附近的器件(只統(tǒng)計了晶體管414)、右邊兩個附近的晶體管(晶體管418和420)以及晶體管416本身。在實施例中，搜索距離ds是預(yù)定值并在參數(shù)提取操作中保持恒定。在另一實施例中，搜索距離ds是芯片設(shè)計限制條件的函數(shù)并且在不同的od區(qū)域中可以不同。

隨后，通過在搜索距離(ds)內(nèi)統(tǒng)計具有標(biāo)志層的晶體管的數(shù)量來確定用于晶體管的熱相關(guān)器件的數(shù)量nt。以晶體管416為例，圖4的檢查揭示，在搜索距離ds內(nèi)只有晶體管414和420具有標(biāo)志層。因此，熱相關(guān)器件數(shù)量nt是2，記為nt＝2。類似地，nt值確定為分別對于晶體管414、418、420和422的nt＝1、nt＝3、nt＝2和nt＝2。下面提供代表簡化的熱相關(guān)器件數(shù)量的示例性網(wǎng)表。

m414nt＝1

m416nt＝2

m418nt＝3

m420nt＝2

m422nt＝2

然后，提供更新的布局后網(wǎng)表數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)送至模擬工具。在現(xiàn)有的方法中，提供熱相關(guān)參數(shù)，而不管晶體管的功率值和相對距離如何，在共同od區(qū)域中的晶體管的熱參數(shù)值都確定為相等。相反，在本實施例中，在芯片操作期間，熱源的數(shù)量被認(rèn)為是固定的并且熱源的實際活動狀況設(shè)置為啟動。結(jié)果，相比于基于坐標(biāo)的熱參數(shù)(諸如devx、devy和odid)，還減小了用于通過參數(shù)nt分析she的計算復(fù)雜性。此外，雖然簡化了，但是通過考慮器件位置和相應(yīng)的功率值確定了參數(shù)nt。因此，由于共用相同的od區(qū)域的附近的晶體管的nt值是不同的，所以熱相關(guān)參數(shù)nt在she建模中仍然有效。

模擬工具可以配置為識別標(biāo)志區(qū)域以及其下面的重疊的相應(yīng)晶體管并且將標(biāo)志區(qū)域翻譯成she參數(shù)，而不是芯片中的物理層。在本實施例中，標(biāo)志區(qū)域配置成矩形并且設(shè)置為覆蓋布局?jǐn)?shù)據(jù)400上的相應(yīng)的晶體管。然而，用于標(biāo)志區(qū)域的其他配置，例如標(biāo)志區(qū)域的不同形狀或與晶體管的不同連接方法，這些都在本發(fā)明所考慮的范圍內(nèi)。

圖5是根據(jù)一些實施例的半導(dǎo)體設(shè)計工藝500的流程圖。

在操作502中，接收用于芯片的設(shè)計規(guī)格。在操作504中，生成用于包括多個晶體管的芯片的預(yù)布局網(wǎng)表數(shù)據(jù)。然后，在操作506中，實施預(yù)布局模擬以驗證預(yù)布局網(wǎng)表是否符合設(shè)計規(guī)格要求的功能。

在操作508中，響應(yīng)于預(yù)布局模擬的驗證結(jié)果成功而生成用于包括多個晶體管的芯片的布局?jǐn)?shù)據(jù)。通過諸如晶體管、od區(qū)域和其他器件的器件的放置來生成布局?jǐn)?shù)據(jù)。此外，進(jìn)行布線操作以在器件之間提供互連。

隨后，設(shè)計工藝?yán)^續(xù)至在操作510中的lvs比較，其中將布局后示意圖與預(yù)布局網(wǎng)表數(shù)據(jù)比較以保證得到的布局?jǐn)?shù)據(jù)符合設(shè)計規(guī)則。

在操作512中，基于在布局?jǐn)?shù)據(jù)中的晶體管的位置信息確定用于晶體管的熱相關(guān)參數(shù)?；诰w管的功率等級、晶體管的位置或晶體管是否共用共同的od區(qū)域來確定熱相關(guān)參數(shù)。

在實施例中，布局?jǐn)?shù)據(jù)包括晶體管共用的od區(qū)域，并且熱相關(guān)參數(shù)包括基于od區(qū)域的分組識別符和對應(yīng)于各個晶體管的系列數(shù)字。在實施例中，熱相關(guān)參數(shù)包括坐標(biāo)。坐標(biāo)可以是相對于布局?jǐn)?shù)據(jù)中的參考坐標(biāo)的全局類型的坐標(biāo)，或者相對于od區(qū)域的本地化類型的坐標(biāo)。

在實施例中，布局?jǐn)?shù)據(jù)還包括標(biāo)志層，在標(biāo)志層上生成對應(yīng)于一個晶體管的標(biāo)志區(qū)域。例如，基于對于功率等級的排序或晶體管的位置來生成標(biāo)志區(qū)域。此外，基于標(biāo)志區(qū)域和搜索距離來確定熱相關(guān)器件數(shù)量。另外，基于晶體管是否共用共同的od區(qū)域來確定熱相關(guān)參數(shù)。

在操作514中，生成包括熱相關(guān)參數(shù)的布局后網(wǎng)表數(shù)據(jù)。然后，在操作516中，使用合并的網(wǎng)表數(shù)據(jù)實施布局后模擬。在實施例中，基于晶體管的即時功率等級和熱相關(guān)參數(shù)來實施布局后模擬。

在操作518中，確定預(yù)布局網(wǎng)表數(shù)據(jù)的驗證結(jié)果是否滿足設(shè)計規(guī)格。如果結(jié)果是肯定的，則在操作520中接受電路設(shè)計并且簽署該設(shè)計。相反地，如果模擬結(jié)果不滿足設(shè)計規(guī)格，則設(shè)計返回至操作508以重新開發(fā)布局?jǐn)?shù)據(jù)，或返回至操作504以改善預(yù)布局網(wǎng)表數(shù)據(jù)。

圖6是根據(jù)一些實施例的半導(dǎo)體設(shè)計工藝600的流程圖。圖6中示出的操作602-608遵循圖5中示出的操作502-508中的類似的步驟，并且因此，為了簡潔省略細(xì)節(jié)。

隨后，在操作609中，響應(yīng)于預(yù)布局模擬的驗證結(jié)果成功而將對應(yīng)于晶體管中的一個的具有標(biāo)志區(qū)域的標(biāo)志層并入布局?jǐn)?shù)據(jù)中。生成標(biāo)志層以將晶體管識別為顯著的熱源。在實施例中，基于對于功率等級的排序或晶體管的位置來生成標(biāo)志區(qū)域。

然后，在操作610中，類似于圖5中示出的操作510，實施lvs比較工藝。

然后，在操作612中，基于的布局?jǐn)?shù)據(jù)確定對于每個晶體管的熱相關(guān)器件數(shù)量?；诜纸M參數(shù)和鄰近的距離生成熱相關(guān)參數(shù)。在實施例中，基于標(biāo)志區(qū)域和搜索距離確定熱相關(guān)器件數(shù)量。

然后，在操作614中，生成包括熱相關(guān)器件數(shù)量的布局后網(wǎng)表數(shù)據(jù)。隨后，類似于圖5中示出的操作516-520，實施操作616-620。

圖7是根據(jù)一些實施例的用于放置和布線的系統(tǒng)70的框圖。參考圖7，系統(tǒng)70包括處理器71、網(wǎng)絡(luò)接口73、輸入和輸出(i/o)器件75、儲存器77、存儲器78和總線79。總線79將網(wǎng)絡(luò)接口73、i/o器件75、儲存器77和存儲器78耦合至處理器71。

處理器71配置為執(zhí)行程序指令，并且包括配置為實施參考圖1描述和示出的方法的工具。此外，工具配置為實施參考圖6和圖7描述和示出的用于引線布線的方法。因此，工具配置為執(zhí)行如下步驟：提供設(shè)計規(guī)格；生成電路的網(wǎng)表；實施預(yù)布局模擬；生成布局；實施lvs；生成多個晶體管的組參數(shù)、基于位置的參數(shù)或熱相關(guān)參數(shù)；通過結(jié)合參數(shù)生成合并的網(wǎng)表；實施布局后模擬；以及驗證布局后模擬結(jié)果。

網(wǎng)絡(luò)接口73配置為訪問程序指令和被遠(yuǎn)程存儲的程序指令通過網(wǎng)絡(luò)(未示出)訪問的數(shù)據(jù)。

i/o器件75包括輸入器件和輸出器件，配置為使用戶能夠與系統(tǒng)70交互。在一些實施例中，例如，輸入器件包括鍵盤、鼠標(biāo)和其他器件。此外，例如，輸出器件包括顯示器、打印機(jī)和其他器件。

儲存器件77配置為用于存儲程序指令和被程序指令訪問的數(shù)據(jù)。在一些實施例中，例如，儲存器件77包括磁盤和光盤。

存儲器78配置為存儲要被處理器71執(zhí)行的程序指令和被程序指令訪問的數(shù)據(jù)。在一些實施例中，存儲器78包括隨機(jī)存取存儲器(ram)和/或其他的易失性儲存器件和/或只讀存儲器(rom)和/或其他的非易失性儲存器件。

在一些實施例中，提供了由至少一個處理器實施的方法。在方法中，由至少一個處理器提供包括晶體管的芯片的布局?jǐn)?shù)據(jù)?；谠诓季?jǐn)?shù)據(jù)中的晶體管的位置信息確定用于晶體管的熱相關(guān)參數(shù)。由至少一個處理器生成包括熱相關(guān)參數(shù)的網(wǎng)表數(shù)據(jù)?；诰W(wǎng)表數(shù)據(jù)，由至少一個處理器生成布局后模擬。另外，該方法驗證布局后模擬是否滿足設(shè)計規(guī)格。

在一些實施例中，提供了由至少一個處理器實施的方法。由至少一個處理器提供包括晶體管的芯片的布局?jǐn)?shù)據(jù)。由至少一個處理器將具有與一個晶體管對應(yīng)的標(biāo)志區(qū)域的標(biāo)志層結(jié)合至布局?jǐn)?shù)據(jù)中?；诓季?jǐn)?shù)據(jù)，由至少一個處理器確定對于每個晶體管的熱相關(guān)器件數(shù)量。由至少一個處理器生成包括熱相關(guān)參數(shù)的網(wǎng)表數(shù)據(jù)?；诰W(wǎng)表數(shù)據(jù)，由至少一個處理器實施布局后模擬，并且驗證布局后模擬是否滿足設(shè)計規(guī)格。

在一些實施例中，提供包括一個或多個處理器和包括指令的一個或多個程序的系統(tǒng)。當(dāng)由一個或多個處理器執(zhí)行時，指令使得系統(tǒng)：由至少一個處理器生成包括晶體管的芯片的布局?jǐn)?shù)據(jù)；基于布局?jǐn)?shù)據(jù)，由至少一個處理器確定用于晶體管的熱相關(guān)參數(shù)；由至少一個處理器生成包括熱相關(guān)參數(shù)的網(wǎng)表數(shù)據(jù)；基于網(wǎng)表數(shù)據(jù)，由至少一個處理器執(zhí)行布局后模擬；并且驗證布局后模擬是否滿足設(shè)計規(guī)格。

本發(fā)明的實施例提供了一種半導(dǎo)體設(shè)計方法，由至少一個處理器實施，包括：生成包括晶體管的芯片的布局?jǐn)?shù)據(jù)；基于所述布局?jǐn)?shù)據(jù)中的晶體管的位置信息確定用于所述晶體管的熱相關(guān)參數(shù)；生成包括所述熱相關(guān)參數(shù)的網(wǎng)表數(shù)據(jù)；基于所述網(wǎng)表數(shù)據(jù)實施布局后模擬；以及驗證所述布局后模擬是否滿足設(shè)計規(guī)格。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中，實施所述布局后模擬的步驟包括：基于所述晶體管的即時功率等級和熱相關(guān)參數(shù)實施所述布局后模擬。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中，確定所述熱相關(guān)參數(shù)的步驟包括：基于所述晶體管的功率等級、所述晶體管的位置或所述晶體管是否共用共同的氧化物擴(kuò)散(od)區(qū)域來確定所述熱相關(guān)參數(shù)。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中，所述布局?jǐn)?shù)據(jù)包括所述晶體管共用的氧化物擴(kuò)散(od)區(qū)域，并且所述熱相關(guān)參數(shù)包括基于所述氧化物擴(kuò)散區(qū)域的分組識別符和對應(yīng)于各個晶體管的系列數(shù)字。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中，所述熱相關(guān)參數(shù)包括坐標(biāo)。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中，所述坐標(biāo)是相對于所述布局?jǐn)?shù)據(jù)中的參考坐標(biāo)的全局類型的坐標(biāo)。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中，所述布局?jǐn)?shù)據(jù)還包括氧化物擴(kuò)散(od)區(qū)域，所述方法還包括用于所述晶體管的基于所述布局?jǐn)?shù)據(jù)的分組識別符。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中，所述坐標(biāo)是相對于所述氧化物擴(kuò)散(od)區(qū)域的本地化類型的坐標(biāo)。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中，生成所述布局?jǐn)?shù)據(jù)的步驟還包括：在與所述晶體管中的一個對應(yīng)的布局?jǐn)?shù)據(jù)的標(biāo)志層上生成標(biāo)志區(qū)域。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中，基于對于所述晶體管的功率等級的排序或所述晶體管的位置生成所述標(biāo)志區(qū)域。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中，確定所述熱相關(guān)參數(shù)的步驟包括：基于所述標(biāo)志區(qū)域和搜索距離確定熱相關(guān)器件數(shù)量。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中，所述布局?jǐn)?shù)據(jù)包括氧化物擴(kuò)散(od)區(qū)域，并且還基于所述晶體管是否共用所述氧化物擴(kuò)散區(qū)域確定所述熱相關(guān)參數(shù)。

本發(fā)明的實施例還提供了一種半導(dǎo)體設(shè)計方法，由至少一個處理器實施，包括：生成包括晶體管的芯片的布局?jǐn)?shù)據(jù)；將具有與所述晶體管中的一個對應(yīng)的標(biāo)志區(qū)域的標(biāo)志層結(jié)合至所述布局?jǐn)?shù)據(jù)中；基于所述布局?jǐn)?shù)據(jù)，確定對于所述晶體管中的每一個的熱相關(guān)器件數(shù)量；生成包括所述熱相關(guān)參數(shù)的網(wǎng)表數(shù)據(jù)；基于所述網(wǎng)表數(shù)據(jù)實施布局后模擬；以及驗證所述布局后模擬是否滿足設(shè)計規(guī)格。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中，實施所述布局后模擬的步驟包括：基于所述晶體管的即時功率等級和熱相關(guān)參數(shù)實施所述布局后模擬。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中，基于對于所述晶體管的功率等級的排序或所述晶體管的位置生成所述標(biāo)志區(qū)域。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中，基于所述標(biāo)志區(qū)域和搜索距離確定所述熱相關(guān)器件數(shù)量。

本發(fā)明的實施例還提供了一種半導(dǎo)體設(shè)計系統(tǒng)，包括一個或多個處理器和包括指令的一個或多個程序，當(dāng)由所述一個或多個處理器執(zhí)行所述指令時，使得所述系統(tǒng)：生成包括晶體管的芯片的布局?jǐn)?shù)據(jù)；基于所述布局?jǐn)?shù)據(jù)，確定用于所述晶體管的熱相關(guān)參數(shù)；生成包括所述熱相關(guān)參數(shù)的網(wǎng)表數(shù)據(jù)；基于所述網(wǎng)表數(shù)據(jù)實施布局后模擬；以及驗證所述布局后模擬是否滿足設(shè)計規(guī)格。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中，確定所述熱相關(guān)參數(shù)的步驟包括：基于所述晶體管的功率等級、所述晶體管的位置或所述晶體管是否共用共同的氧化物擴(kuò)散(od)區(qū)域來確定所述熱相關(guān)參數(shù)。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中，所述熱相關(guān)參數(shù)包括坐標(biāo)。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中，所述坐標(biāo)是相對于所述布局?jǐn)?shù)據(jù)中的參考坐標(biāo)的全局類型的坐標(biāo)。

以上論述了若干實施例的特征，使得本領(lǐng)域技術(shù)人員可以更好地理解本公開的各方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，他們可以容易地使用本發(fā)明作為基礎(chǔ)來設(shè)計或修改用于實施與本文所介紹的實施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)點的其他工藝和結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該意識到，這種等同構(gòu)造并不背離本發(fā)明的精神和范圍，并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本文中他們可以做出多種變化、替換以及改變。