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纳米工艺寄生参数提取优化

作　者: 卫君琰
导　师: 赵文庆；金勇勋
学　校: 复旦大学
专　业: 集成电路工程
关键词: 寄生参数提取工艺偏离效应工艺角可制造性设计
分类号: TN402
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着半导体集成电路进入纳米工艺,可制造性设计需求进一步突显出来。生产制造过程中存在的各种工艺参数变异或偏离问题使得成品率不断地受到挑战。在纳米工艺中,互连线的复杂度(密度)直接影响和主宰着电路的性能,因此有效的提取与模拟电路芯片互连线的寄生效应已变得不容忽视。目前的寄生参数提取缺乏对工艺偏离效应的考虑,由此而导致寄生参数提取仿真与时序分析不能客观地反映真实晶圆芯片电路的性能,设计验证与实测数据之间存在不匹配及不可预测性。这种不匹配严重地会直接导致产品失效,成品率下降。本文针对这一问题对寄生参数提取文件及流程进行优化,以提高其提取验证的可靠性。具体的工作包括：(1)在寄生提取工艺文件中模拟以下工艺参数变异(偏离)效应●实际的金属线宽●金属线边缘扩大●金属线宽变化引起的金属线电阻偏差●金属线密度引起的金属线电阻及厚度偏差●微负载效应对介质层厚度偏离的模拟●金属填充模拟(2)建立测试模型,以此对寄生参数提取仿真与流片测试的结果进行对比。基于寄生参数提取所面临的现状,本文研究了工艺偏离效应对寄生参数的影响,优化了寄生参数提取工艺文件的定义以模拟这些偏离效应,并将优化之后的提取结果同优化前与硅片实测之间的差异进行验证对比。结果显示,设计验证提取仿真结果与硅片实测结果之间的差异得到明显的改善。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
第一章绪论  6-8
  §1.1 引言  6-7
  §1.2 内容概述  7-8
第二章寄生参数提取  8-20
  §2.1 何谓寄生参数  8-10
  §2.2 寄生参数提取优化的必要性  10-12
  §2.3 寄生参数提取文件及EDA工具  12
  §2.4 后端寄生参数提取流程  12-14
  §2.5 目前寄生参数文件所涵盖的工艺互连信息  14
  §2.6 寄生参数提取所面临的现状及存在的问题  14-20
    §2.6.1 MOM结构的RC测试采样  15-20
第三章关于角模型(corner model)与工艺参数偏离  20-36
  §3.1 传统角分析模型的悲观性  21-23
  §3.2 传统角模型分析的缺陷  23-25
  §3.3 随机和系统参数偏离  25-29
    §3.3.1 系统(Die内部)工艺模拟  25-27
    §3.3.2 随机(Die交互)工艺模拟  27
    §3.3.3 系统偏离和随机偏离  27-29
  §3.4 对工艺参数变异敏感的寄生参数提取分析流程  29-31
  §3.5 敏感度的概念  31-34
    §3.5.1 电容敏感度定义  32
    §3.5.2 电阻敏感度定义  32
    §3.5.3 敏感度计算  32-34
  §3.6 敏感度与工艺角  34-35
  §3.7 本章小结  35-36
第四章基于寄生参数提取的e-DFM研究  36-57
  §4.1 何谓DFM  36
  §4.2 纳米工艺下DFM所关注的工艺制造变异问题  36-38
  §4.3 目前DFM所提供的失效分析  38-43
  §4.4 影响芯片电气特性的e-DFM模拟  43-53
    §4.4.1 e-DFM模拟流程  44-45
    §4.4.2 e-DFM中所要关注的工艺偏离效应  45-53
  §4.5 建立工艺偏离效应敏感的寄生参数提取文件及流程  53-56
    §4.5.1 建立工艺偏离效应敏感的ITF文件  53-55
    §4.5.2 建立工艺偏离效应敏感的寄生参数提取流程  55-56
  §4.6 本章小结  56-57
第五章验证优化之后的寄生参数提取文件及流程  57-70
  §5.1 验证寄生参数延迟的测试模型  57-59
  §5.2 测试模型版图  59-62
  §5.3 测试结果对比  62-69
  §5.4 本章小结  69-70
第七章总结  70-72
参考文献  72-75
致谢  75-76
附录  76-83

纳米工艺寄生参数提取优化

内容摘要

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