Physical Cell 介紹——Boundary Cell (End-CAP Cell)

mzsm 2022-06-22 發(fā)布于湖北

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本公眾號【讀芯樹：duxinshu_PD】主要介紹數(shù)字集成電路物理設(shè)計相關(guān)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(shè)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？

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?

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(fā)生在邊界時,，boundary cell的損傷不會影響正常standard cell的功能。
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,。
在well和implant 層之間不能有g(shù)ap,，否則會有drc,，boundary cell保證了well和implant 層之間沒有g(shù)ap。
boundary cell的poly extension保證了standard cell的source/drain不會出現(xiàn)在邊界,。
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,？

boundary cell沒有l(wèi)ogic pin,，只有VDD/GND的連接；
boundary cell在最左或者右側(cè)擴展NWELL來減小well proximity effects (WPE 見5)。
boundary cell有dummy poly用于保護standard cell 的gate。
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_cells

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）

WPE會影響芯片的性能和良率。
在芯片制造的過程中,，會出現(xiàn)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。
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,，位于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(xiàn),。