• Techo

[IC設計] IC製程參數(Process corners) 以及process voltage temperature(PVT)

更新日期:2019年12月14日


(轉錄筆記)

MOSFET BJT 不同

在不同的溫度、電壓以及工藝下

MOSFET運作效能差異很大

為了在一定程度上減輕前端電路設計上的困難

我們必須在IC設計初期就能確保性能在某個範圍內

於是前端設計師必須嚴謹地預測在不同Process corner下的timing、power 甚至也會影響到Area

而這些性能分別則被稱為 Process Corner

如果我們將NMOS的快慢當作X軸

將PMOS的快慢當作Y軸

在平面座標上的四個角落分別為

快NMOS和快PMOS、慢NMOS和慢PMOS、快NMOS和慢MOST、慢NMOS和快PMOS

我們所說的 corner類別:ss、tt、ff

ss是指左下角的corner慢NMOS和慢PMOS ff是指右上角的corner快NMOS和快PMOS

tt則是指中心 而在各種Process Corner 和極限溫度條件下對電路進行仿真是決定成品率的基礎。



工藝極限(Process Corner)

如果採用5-corner model會有TT,FF,SS,FS,SF 5個corners

TT指NMOS-Typical corner 以及 NFET-Typical corner

Typical指的是晶體管驅動電流是一個平均值

FAST指驅動電流是其最大值

而SLOW指驅動電流是其最小值(此電流為Ids電流)

這是從測量角度解釋,也有理解為載流子遷移率(Carrier mobility)的快慢. 載流子遷移率是指在載流子在單位電場作用下的平均漂移速度。至於造成遷移率快慢的因素還需要進一步查找資料。

單一器件所測的結果是呈正態分佈的,均值在TT,最小最大限制值為SS與FF

從星空圖看NFET,PFET所測結果,這5種覆蓋大約+-3 sigma即約99.73% 的範圍

對於工藝偏差的情況有很多

比如摻雜濃度、製造時的溫度控制、刻蝕程度等等

所以造成同一個晶圓上不同區域的情況不同以及不同晶圓之間不同情況的發生

這種隨機性的發生,只有通過統計學的方法才能評估覆蓋範圍的合理性



PVT (process, voltage, temperature)

設計除了要滿足上述5個corner外還需要滿足電壓與溫度等條件,

形成的組合稱為PVT (process, voltage, temperature) 條件

電壓如:1.1v+10% ,1.1v ,1.1v-10%

溫度如:-40C, 0C 25C, 125C

設計時設計師還常考慮找到最好最壞情況

時序分析中將最好的條件(Best Case)定義為速度最快的情況

而最壞的條件(Worst Case)則相反

最好最壞的定義因不同類型設計而有所不同

最壞的延遲也不都出現在SS

至於延遲隨PVT發生怎樣的變化還需要進一步查找資料。

根據不同的仿真需要,會有不同的PVT組合

以下列舉幾種標準STA分析條件:

WCS (Worst Case Slow) : slow process, high temperature, lowest voltage

TYP (typical) : typical process, nominal temperature,nominal voltage

BCF (Best Case Fast ) : fast process, lowest temperature, high voltage

WCL (Worst Case Cold) : slow process, lowest temperature, lowest voltage

在進行功耗分析(Power analysis)時,可能是另些組合如:

ML (Maximal Leakage ) : fast process, high temperature, high voltage

TL (typical Leakage ) : typical process, high temperature, nominal voltage

除此之外,另一個組合條件稱為Scenarios:

Scenarios = Interconnect + operation mode + PVT

噪聲(noise)與串擾(crosstalk) 似乎需要另外考慮。


1.內連線情況(interconnect corner) : 製造對互連線造成的影響,如:R_typical C_typical, R_max C_max, R_max C_min, R_min C_min

2.工作模式(Operation Mode) : 如 function mode, scan mode, sleep mode, standby mode, active mode

PVT

對多種scenarios 的綜合分析,稱之為MMMC (Multi-Mode Multi-Corner) Analysis。


#ICdesign #PVT #tt #ml #tl #ss #ff #corner #wafer #晶圓 #製程


Screen Shot 2018-11-05 at 12.06.31 PM.pn
  • Instagram - White Circle
  • Google+ - White Circle
  • Facebook - White Circle

Contact Us

Techo私人程式家教

官方LINE ID : @tutortecho

zh-Hant.png

© Copyright 2018 by Sherry Wu and Techo Chao.

Proudly created with Wix.com,

but page loading is too slow,so I don't recommend it.