本公眾號【讀芯樹:duxinshu_PD】主要介紹數字集成電路物理設計相關知識,才疏學淺,如有錯誤,歡迎指正交流學習。
這是集成電路物理設計的第一個系列【physical cell】的第一篇文章,也是本公眾號的第一篇文章,從boundary cell說起:
1,什么是boundary cell?
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boundary cell也叫做endcap cell, 一般會放置在floorplan的四周,ROW的邊界。
2,為什么需要insert boundary cell?
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在芯片制造的過程中,最邊界的standard cell最容易受到損傷,為減少standard cell的制造過程中的損傷,需要在邊界放置boundary cell,boundary cell有dummy poly gate,當制造過程中的損傷發生在邊界時,boundary cell的損傷不會影響正常standard cell的功能。
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如果沒有在邊界放置boundary cell, 可能會對芯片的功能造成不可逆的損傷。
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在well和implant 層之間不能有gap,否則會有drc,boundary cell保證了well和implant 層之間沒有gap。
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boundary cell的poly extension保證了standard cell的source/drain不會出現在邊界。
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boundary cell放置在row的邊界同時保證了邊界的well tie的需求。
3,boundary cell的layout是什么樣的?
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boundary cell沒有logic pin,只有VDD/GND的連接;
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boundary cell在最左或者右側擴展NWELL來減小well proximity effects (WPE 見5)。
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boundary cell有dummy poly用於保護standard cell 的gate。
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boundary cell的poly layer會被切斷 (Poly Cut layer)
4,如何在floor plan階段insert boundary cell?
FC/ICC2 cmd:
>set_boundary_cell_rules \ -top_boundary_cells "BOUNDARYPROW* \ -bottom_boundary_cells "BOUNDARYPROW* \ -left_boundary_cell "BOUNDARYLEFT*" \ -right_boundary_cell "BOUNDARYRIGHT*" \ -top_right_outside_corner_cell "BOUNDARYPCORNE*" \ -bottom_right_outside_corner_cell "BOUNDARYPCORNER*" \ -top_left_outside_corner_cell "BOUNDARYPCORNER*" \ -bottom_left_outside_corner_cell "BOUNDARYPCORNER*" \ -top_right_inside_corner_cells "BOUNDARYPINCORNER*" \ -bottom_right_inside_corner_cells "BOUNDARYPINCORNER*" \ -top_left_inside_corner_cells "BOUNDARYPINCORNER* \ -bottom_left_inside_corner_cells "BOUNDARYPINCORNER*" \ -top_left_inside_horizontal_abutment_cells "BOUNDARYPROWLGAP*" \ -bottom_left_inside_horizontal_abutment_cells "BOUNDARYPROWLGAP*" \ -top_right_inside_horizontal_abutment_cells "BOUNDARYPROWRGAP*" \ -bottom_right_inside_horizontal_abutment_cells "BOUNDARYPROWRGAP*"\ -mirror_left_inside_corner_cell \ -mirror_left_outside_corner_cell \ -segment_parity {horizontal_odd vertical_even} \ -min_vertical_jog 0.042 \ -min_horizontal_jog 0.612 \ -min_vertical_jog 0.042 \ -min_horizontal_jog 0.612 \ -min_vertical_separation 0.21 \ -min_horizontal_separation 2.397>compile_boundary_cells
>check_boundary_cell
Innovus cmd:>setEndCapMode -reset>setEndCapMode \
-rightEdge BOUNDARYLEFT* \ -leftEdge BOUNDARYRIGHT*\ -leftTopCorner BOUNDARYPCORNER*\ -leftBottomCorner BOUNDARYPCORNER* \ -rightTopCorner BOUNDARYPCORNER*\ -rightBottomCorner BOUNDARYPCORNER* \ -topEdge {BOUNDARYPROW8* BOUNDARYPROW4*BOUNDARYPROW2* BOUNDARYPROW1*} -bottomEdge {BOUNDARYPROW8* BOUNDARYPROW4* BOUNDARYPROW2* BOUNDARYPROW1*} -rightTopEdge BOUNDARYPINCORNER* \ -rightBottomEdge BOUNDARYPINCORNER* \ -leftTopEdge BOUNDARYPINCORNER* \ -leftBottomEdge BOUNDARYPINCORNER* \ -rightTopEdgeNeighbor BOUNDARYPROWRGAP*\ -rightBottomEdgeNeighbor BOUNDARYPROWRGAP*\ -leftTopEdgeNeighbor BOUNDARYPROWLGAP*\ -leftBottomEdgeNeighbor BOUNDARYPROWLGAP*\ >addEndCap >verifyEndCap -report endcap.rpt
5, 什么是阱臨近效應(WPE: Well Proximity Effect)
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WPE會影響芯片的性能和良率。
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在芯片制造的過程中,會出現各種制造的二級效應,靠近阱邊界的晶體管和非邊界的晶體管的性能相比有很大的不同,這會造成晶體管速度有+/-10%的差異。
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離子注入阱的過程中,在阱邊界(光刻膠)會造成注入離子的反射散射,位於阱邊界的晶體管有不同的離子注入情況,這會造成該晶體管不同的性能表現。
6,參考文獻
1,fusion compiler/ IC Compiler 2 user guide
2,innovus user guide