[发明专利]一种对互连结构进行电容提取的方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路技术，特别是指一种对互连结构进行电容提取的方法。

背景技术

深亚微米以及纳米尺度下的集成电路互连线已取代晶体管成为决定集成电路性能的主要因素，互连线的电磁寄生效应决定了集成电路的延迟时间，且对信号完整性和功耗也影响重大，因此，互连线的电磁寄生效应、电路模型和分析成为集成电路计算机辅助设计的重点。互连寄生参数提取(parasitic extraction)是互连分析的前提，它将电磁寄生效应表示为电阻、电容和电感等电路元件，其中电阻提取较简单，电感效应在高频下的长连线中才会显现，而电容提取一直是较为困难的。

电容提取随应用场合的不同而不同，对于芯片级大规模互连线的电容提取，通常采用建库-匹配的方法，需根据互连工艺特点生成一些互连结构模式，然后对互连结构模式进行精确的电容提取，将结果存于电容数据表中或拟合成一定的解析公式。之后，在对具体电路进行提取时，先将互连结构分割为小块，然后对各小块采用查表/解析公式的方法求得电容值。在模型建库的过程中，或针对小规模结构进行高精度电容提取时，采用数值模拟法求解电容，数值模拟法是通过对互连结构的几何形体进行精确建模，采用有限差分、有限元、边界元、悬浮随机行走等算法求解静电场方程，计算精度高，能适应较复杂的工艺结构。

近年来，随着集成电路工艺的发展，工艺参数变动(process variation)已成为集成电路设计的主要问题之一，在进行电容提取时，互连结构的几何参数变动是考虑的主要因素，它影响互连线的形状和尺寸，从而改变寄生电容值。根据形成机制的不同，几何参数变动分为系统变动和随机变动两类，需采用不同方法加以解决，对于复杂的系统变动和随机变动，采用随机数学模型加以分析，得到互连电容的统计分布，以便进行后续的统计时序分析(statistical timing analysis)；考虑随机变动的统计电容提取是当前的研究热点之一，导体电容主要受分布于导体表面的电荷影响，因此在研究工艺变动下的电容提取时，需考虑导体表面的随机变动。

边界元法，是求解确定性结构电容提取问题的主要方法，首先对导体表面或介质区域表面进行离散，然后求解边界积分方程得到一特定导体偏压设置下的表面边界元电荷，对各导体求出的电荷总量即为需求解的电容值。

简化变动模型虽然便于处理，但形成的互连结构中，导体表面不连续，完全不符合实际情况，图2中显示了一个二维导体平面按现有技术简化模型变动后的三维视图(包括了边界元划分情况)，从中可明显看出导体表面不连续，另外，互连工艺变动会造成导体表面粗糙，使表面积增大，从而将导致电容值增大，但是按图1所示的简化模型，导体表面积将不变化，按此几何形状进行电容提取很难准确反映变动电容的真实特征。

现有技术存在如下问题：形成的互连结构中，导体表面不连续，并且，无法及时的反应导体表面积的变化，电容提取很难准确反映变动电容的真实特征。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种对互连结构进行电容提取的方法，用于解决现有技术中的互连结构的导体表面不连续，并且，无法及时的反应导体表面积的变化，电容提取很难准确反映变动电容的真实特征的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种对互连结构进行电容提取的方法，应用于一导体，导体的导体表面包括多个三角形边界元；每一个三角形边界元中设置至少一个变动点，方法包括：获取各个所述三角形边界元的变动点坐标；在每个所述变动点上设置一个独立随机变量和一个非独立随机变量，独立随机变量表示垂直于变动点所在表面的第一方向的变动，非独立随机变量表示第二方向的变动传递到所述变动点的力；将各个所述独立随机变量和非独立随机变量加入对应的所述变动点坐标中，形成一等效导体表面；计算所述等效导体表面的等效电容。

所述的方法中，所述三角形边界元是等边直角三角形，且任意两个三角形边界元之间共用一条边；获取各个三角形边界元的变动点坐标，具体包括：所述变动点坐标是所述三角形边界元的顶点坐标。

所述的方法中，在每个变动点上设置一个独立随机变量和一个非独立随机变量，独立随机变量表示垂直于变动点所在表面的第一方向的变动；非独立随机变量表示第二方向的变动传递到变动点的力，具体包括：步骤a，获取导体的各个相关表面的协方差矩阵Δn；步骤b，根据协方差矩阵Δn的个数生成对应数目组的互相独立的正态分布随机数ζ，其中，正态分布随机数ζ表示三角形边界元的变动量；步骤c，获取各个变动点的独立随机变量ξ；步骤d，获取各个变动点的非独立随机变量ξ*。