1、什么是corner
芯片制造過程中,存在著工藝偏差(包括摻雜濃度、擴(kuò)散深度、刻蝕程度等),導(dǎo)致不同lot之間,同一lot不同wafer之間,同一wafer不同die之間情況都是不相同的。為表征工藝偏差,傳統(tǒng)上分為不同的corner:TT:Typical N Typical P, FF:Fast N Fast P, SS:Slow N Slow P, FS:Fast N Slow P, SF:Slow N Fast P。
隨著工藝發(fā)展,傳統(tǒng)的5個工藝角模型疲態(tài)盡顯,要想保證足夠高的良率,而又不過于悲觀,就得不斷地對原有模型進(jìn)行修正,以SMIC40LL為例,晶體管模型增加到11個:
TT : Typical case
SS : Slow case
FF : Fast case
SF : Slow N Fast P case
FS : Fast N Slow P case
TTG : Global Typical case
SSG : Global Slow case
FFG : Global Fast case
SFG : Global Slow N Fast P case
FSG : Global Fast N Slow P case
MOS_MC: MOS Monte Carlo model
(注:此圖引用參考文獻(xiàn))
2、究竟要驗(yàn)證哪些corner?
工藝偏差是一個隨機(jī)過程,可分為Global variation與Local variation。Global variation: including die-to-die, wafer-to-wafer, lot-to-lot, mask-to-mask。Local variation: within die mismatch。
從統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知,在老工藝中,由于local variation 非常小,所以在K 庫時會將local variation 跟global variation 全都考慮進(jìn)去. 對應(yīng)的corner為傳統(tǒng)的5個工藝角。而在新工藝下,local variation 顯著增加,如果再用傳統(tǒng)模型會過于悲觀,所以采用了新的統(tǒng)計(jì)學(xué)模型,在K 庫時只包含global variation。Local variation用于統(tǒng)計(jì)補(bǔ)償。
(注:此圖引用參考文獻(xiàn))
先進(jìn)工藝下,SS/FF/SF/FS對應(yīng)的是工藝偏移的極限情況。相當(dāng)于所有的獨(dú)立隨機(jī)變量都偏到了3*sigma;單獨(dú)一個隨機(jī)變量落到高斯分布3*sigma以外的概率只有約0.3%,N個獨(dú)立隨機(jī)變量同時落到3*sigma以外的概率為(0.3%)^N,所以芯片落到極限corner的概率是極小的。其存在的意義,個人認(rèn)為在于快速檢查電路極限工作情況,畢竟Monte Carlo分析耗時,但是以SS/FF/SF/FS驗(yàn)證結(jié)果判斷電路是否work,顯然over design。
先進(jìn)工藝下,基于Monte Carlo corner的驗(yàn)證結(jié)果,更接近于實(shí)際,其指標(biāo)反映了99.7%的參數(shù)分布范圍。