Physical Verification 介绍——PERC(2)

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这是集成电路物理设计的第六个系列【Physical Verification】的第十二篇文章，本篇文章主要介绍PERC相关内容：

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什么是PERC?

• PERC相关内容参考：Physical Verification 介绍——PERC(1)
  

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Topology Checker

• Primary ESD Definition (N1) : Drain 之间连接IO PAD (中间没有电阻), source和bulk连接ground，gate端的连接没有要求，如果有多个MOS连接相同的IO net，则需要计算所有MOS的宽度之和。

  

• Primary ESD Definition (D1+D2): HIA diode器件，如果有多个Diode器件连接相同的IO net，则需要计算所有Diode的周长和。

• ESD Resistor: resistance calculation

  使用SPICE Model (TT corner, 25C, Vtypical)计算电阻阻值

  

  ESD电阻识别：ESD电阻器件，电阻的两端连接PAD和MOS的Gate端，电阻可以串联或并联。

  

• Secondary ESD Device:

  

• Power Clamp: PMOS (Pcs) 的source和bulk连接相同的Power Net，drain连接Ground Net上；NMOS (Ncs) 的source和bulk连接相同的Ground Net，drain连接Power Net上。PMOS/NMOS的gate不直接连接Power/Ground Net上，一般通过ESD触发探测电路连接。

  

• Back to Back Diode: 在不同的VSS之间需要插入bypass discharge cells 以避免电路内部间的ESD损伤。

  

• Cross Domain: PERC探测MOS的source/drain的power/ground信息，并标记为path1 and path2。

  如下图所以，如果只有Active Clamp1或者Active Clamp2，则必须增加RESD和dual Diode；如果不仅有Active Clamp1还有Active Clamp2，则不用增加RESD和dual Diode。
  

  

  

  

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Layout (LDL) Checker

• Parasitic NPN/PNP ESD spacing rules: single stage snnapback NMOS IOPAD to the any other signal PAD.

  

• OD injector: Any active OD directly connected to I/O PAD.

  

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Current Density Checker

• Primary Path: （D1 D2 N1）

  Total current injecting from source side is large.

  Checking backend layer connected between IO pad and primary ESD device.

  Checking path stopped before ESD resistor.

• Secondary Path: (RESD D3 D4 N4)

  Total current injecting from source side is small.

  Checking current density from ESD resistor (RESD) to secondary ESD device.

  Includes ESD resistor and backend layer.

• Full Path CD Check (default): 

  I/O Pad to Power/Ground Pad through promary ESD device.

  RESD to Power/Ground Pad through secondary ESD device.

  Power Pad to Ground Pad through Power Clamp.

  Two Ground Pads through B2B diode connection.

  

• Basic Path CD Check: (by disable CHECK_FULL_PATH_CD)

  I/O Pad to primary ESD device
  RESD to secondary ESD device
  
  
• Full Path CD checks可以用于Cell/IP或者小的芯片的检查，对于大芯片可能会出现runtime的问题，可以使用Basic Path CD checks进行检查。
  

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P2P Checker

• P2P Checker: Point to Point Resistance Checker

• 检查从IO pad到最近的Power Clamp的Power Bus Line上的电阻 (R1 + R2 + R4)

• 检查从IO pad到最近的Power Clamp的Ground Bus Line上的电阻 (R1 + R5 + R6)

• 检查从Power Pad到最近的Ground Pad的电阻(R3 + R4 + R6 + R7)

• 检查二级ESD Diode到Power Clamp的电阻（R2' / R5'）
  

  

• 检查LUP pick-up ring到最近的Power/Ground Pad的电阻。

  

• P2P Check Flow

  

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CNOD Checker

• CNOD Checker：检查P/N type的MPODE的关断连接是否正确（PMPODE的gate和bulk连接VDD; NMPODE的gate和bulk连接VSS）

  

calibre -perc -hier -tyrbo -hyper perc.top###perc.topLAYOUT SYSTEM GDSIILAYOUT PATH 'design.gds.gz'LAYOUT PRIMARY designPERC NETLIST LAYOUTTEST DEPTH 0PORT DEPTH 0PERC REPORT 'perc.rpt'PERC REPORT MAXIMUM ALLPERC REPORT PLACEMENT LIST MAXIMUM ALLPERC REPORT OPTION NO_NET_TYPE NO_DEVICE_PINDFM DATABASE 'dfmdb' OVERWRITE REVISIONS [ALL]DRC ICSTATION YESLVS EXECUTE ERC NOLAYOUT PROCESS BOX RECORD YESLAYOUT INPUT EXECPTION SEVERITY TESTSTRING_ASTRING 1LAYOUT INPUT EXECPTION SEVERITY MISSING_REFERENCE 1LVS SPICE SCALE X PARAMETERS YESINCLUDE './perc.lvs'INCLUDE './perc.rules'

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参考文献

Calibre PERC User GuideFoundary Documentation