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

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这是集成电路物理设计的第一个系列【physical cell】的第一篇文章，也是本公众号的第一篇文章，从boundary cell说起：

 

1，什么是boundary cell？

• boundary cell也叫做endcap cell, 一般会放置在floorplan的四周，ROW的边界。

 

2，为什么需要insert boundary cell?

• 在芯片制造的过程中，最边界的standard cell最容易受到损伤，为减少standard cell的制造过程中的损伤，需要在边界放置boundary cell，boundary cell有dummy poly gate，当制造过程中的损伤发生在边界时，boundary cell的损伤不会影响正常standard cell的功能。

• 如果没有在边界放置boundary cell， 可能会对芯片的功能造成不可逆的损伤。

• 在well和implant 层之间不能有gap，否则会有drc，boundary cell保证了well和implant 层之间没有gap。

• boundary cell的poly extension保证了standard cell的source/drain不会出现在边界。

• boundary cell放置在row的边界同时保证了边界的well tie的需求。

3，boundary cell的layout是什么样的？

• boundary cell没有logic pin，只有VDD/GND的连接；

• boundary cell在最左或者右侧扩展NWELL来减小well proximity effects (WPE 见5)。

• boundary cell有dummy poly用于保护standard cell 的gate。

• boundary cell的poly layer会被切断 （Poly Cut layer）

4，如何在floor plan阶段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, 什么是阱临近效应（WPE: Well Proximity Effect）

• WPE会影响芯片的性能和良率。

• 在芯片制造的过程中，会出现各种制造的二级效应，靠近阱边界的晶体管和非边界的晶体管的性能相比有很大的不同，这会造成晶体管速度有+/-10%的差异。

• 离子注入阱的过程中，在阱边界（光刻胶）会造成注入离子的反射散射，位于阱边界的晶体管有不同的离子注入情况，这会造成该晶体管不同的性能表现。

 

 

6,参考文献

1，fusion compiler/ IC Compiler 2 user guide
2，innovus user guide