一种电路中的电迁移检查方法与流程

本发明属于半导体领域，涉及ic设计、模拟方法，具体是一种电路中的电迁移检查方法。

背景技术：

1、穿过导电线的电流诱发电迁移(electromigration；em)，即由通过导电线的电子与构成导电线的金属原子之间的动量传递而引起的金属原子的运动。随着时间推移，em导致在电线中形成小丘(多余金属的累积)及/或孔隙(初始金属的耗尽)，进而趋于导致短路(小丘)或开路(孔隙)。因此，em能够破坏电路连接的可靠性，最终造成金属连线断裂，电路开路和产品失效。

2、cadence提供em的检查工具vaeo，如图1所示，该检查方法是基于版图抽取的网表(av_extracted netlist)仿真，在仿真中判断em风险。所以如果发现了em风险，设计人员不得不修改版图，重新做drc，lvs和rcx。因此为了解决em风险，设计人员可能需要多次重复以上操作，从而增加了设计周期。所以发现em风险越早越好。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种电路中的电迁移检查方法。

2、本发明能够提供一种基于schematic网表仿真结果，将em检查与lvs相结合的方法。通过本发明，在设计版图的过程中便能够同时进行em检查，因此能够大大的节省设计风险和时间。

3、本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

4、步骤1、提前准备em rule文件。

5、该em rule文件中包含金属连线和通孔相关信息，具体包括金属连线的最大电流密度jmax、最小电流密度jmin和平均电流密度javerage信息，以及金属连线的电流密度和温度、宽度的关系，同时包括通孔的最大电流；其中j表示电流密度，是基于em效应提前算出来的，通孔由于尺寸固定，因此通过的最大电流密度不变。

6、步骤2、在schematic的仿真中，将选定电路中每个节点的电流值进行存储以备后用。通过每个节点处的电流值，能够知道相邻两个节点间的金属导线的电流值。

7、所述电路中每个元器件的端点均作为一个节点。

8、所述的相邻两个节点间的金属导线上不存在其他元器件。

9、步骤3、在schematic的仿真结束后，读取程序获取步骤1准备的em rule文件，从emrule文件中读取金属连线和通孔相关信息，包括最大电流密度jmax、最小电流密度jmin和平均电流密度javerage信息，以及电流密度和温度、宽度的关系，以及每个通孔的最大电流。然后读取程序获取步骤2中的节点的电流值。计算程序计算得到每层金属连线的em效应允许的最小宽度；同时计算得到通孔的最小个数。

10、最小宽度：电流值/最大电流密度。

11、最小个数：电流值/单个通孔的最大电流

12、电流的单位为安培(a)，电流密度单位为安培/微米(a/um)。

13、进一步的，所述的最大电流密度jmax、最小电流密度jmin和平均电流密度javerage随温度的变化而变化；温度的具体值为schematic的仿真中的环境温度。

14、进一步，步骤3针对的是每层金属和通孔的阈值范围，而不是实际版图中使用的金属和通孔，简言之，本发明步骤3是做em检查，来限定实际版图设计过程中的规则。

15、步骤4、在lvs(layout versus schematics)自带的版图识别文件中，添加识别信息，去抽取金属连线的长度、宽度和通孔个数。

16、例如：在实际版图中，器件m1(n型)的漏端和器件m2(p型)的源端之间有金属连线和通孔相接；金属连线的宽度为10μm，共有10个通孔，实际通过电流为1毫安；em规则中允许的最小宽度为8μm,em规则中允许的单个通孔流过的最大电流为0.05毫安，因此实际版图中的金属连线没有em问题，因为10μm>8μm；但是通孔有em问题，因为0.05*10<1毫安,需要至少20个通孔。

17、然后在lvs的检查阶段，通过比较宽度(宽度用于体现横截面积)是不是超过步骤3计算的金属允许的最小值，同时比较通孔版图中的通孔个数是不是小于允许的最小个数，然后报警。

18、本发明有益效果如下：

19、本发明是将em检查提前，在实际版图设计前计算得到限定的金属和通孔的阈值范围，避免了不必要的设计周期。设计周期的缩短不仅仅节省了钱和提前了产品上市时间，同时减少了在版图完全定型后进行em检查和版图修改产生的其他问题，节省了设计人员的工作量。

技术特征：

1.一种电路中的电迁移检查方法，其特征在于，提供一种基于schematic网表仿真结果，将em检查与lvs相结合的方法，使得在设计版图的过程中便能够同时进行em检查，具体包括如下步骤

2.根据权利要求1所述的一种电路中的电迁移检查方法，其特征在于，步骤1所述的emrule文件包含金属连线和通孔相关信息。

3.根据权利要求2所述的一种电路中的电迁移检查方法，其特征在于，步骤1具体实现如下：

4.根据权利要求3所述的一种电路中的电迁移检查方法，其特征在于，步骤2中所述电路中每个元器件的端点均作为一个节点。

5.根据权利要求3所述的一种电路中的电迁移检查方法，其特征在于，步骤2中所述的相邻两个节点间的金属导线上不存在其他元器件。

6.根据权利要求3所述的一种电路中的电迁移检查方法，其特征在于，步骤3所述的最大电流密度jmax、最小电流密度jmin和平均电流密度javerage随温度的变化而变化；温度的具体值为schematic的仿真中的环境温度。

7.根据权利要求3所述的一种电路中的电迁移检查方法，其特征在于，步骤3针对的是每层金属和通孔的阈值范围，而不是实际版图中使用的金属和通孔。

8.根据权利要求3所述的一种电路中的电迁移检查方法，其特征在于，在lvs的检查阶段，通过比较宽度是否超过步骤3计算的金属允许的最小值，同时比较通孔版图中的通孔个数是否小于允许的最小个数，若其中一项超阈值则报警。

技术总结
本发明公开了一种电路中的电迁移检查方法。本发明步骤：1、提前准备EM rule文件；2、在仿真中，将选定电路中每个节点的电流值进行存储以备后用；通过每个节点处的电流值，知道相邻两个节点间的金属导线的电流值；3、在仿真后，读取程序获取准备的EM rule文件，从文件中读取金属连线和通孔相关信息，包括最大、最小和平均电流密度信息，电流密度和温度、宽度的关系，以及每个通孔的最大电流，然后获取节点的电流值；计算每层金属连线的EM效应允许的最小宽度和通孔的最小个数；4、在LVS自带的版图识别文件中，添加识别信息，去抽取金属连线的长度、宽度和通孔个数。本发明在设计版图的过程中便能够同时进行EM检查，大大的节省设计风险和时间。

技术研发人员：王传政,马文哲,王亮,彭惠薪
受保护的技术使用者：北京卓芯半导体科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5