LVS Runset验证的另一种方法

如何验证LVS Runset的正确性呢？如果有pcell库，可以通过barde工具自动生成各种pattern来验证。如果没有pcell库呢？可以通过另外一种方法：即scoutLVS工具来验证。

LVS规则的正确性主要是检查针对该工艺的不同器件类型，规则文件可以完整正确地把版图中所有器件的网表提取出spice网表来，并且与这些器件对应的cdl网表进行LVS的比较，比较结果是否符合预期。

例如，针对一个典型的NMOS器件，Scout LVS首先需要根据sample gds自动生成指定W，L不同参数的NMOS版图，其次可以在该版图上自动对NMOS的G, D, S, B的4个Pin进行Text的任意标识。版图自动生成完毕后，Scout LVS还可以自动生成该器件对应的cdl网表文件。接着对layout和source进行LVS的自动运行和比较，最后分析结果是否符合预期。假设一套工艺中有50种不同的器件，则工具可以自动针对50种不同器件都进行上述的自动生成和自动比较分析。其基本流程如下：

在上述流程中，自动生成不同参数的版图是最核心的步骤，它的基本原理与Scout DRC的完全类似，利用了Device Rule中的keepgds的模式来定义约束条件，然后自动对参数进行变化。

以一个NMOS为例，说明具体的操作步骤。

点击”EditRules”后，工具会自动弹出如下界面：

在上述窗口中，有两个编辑按钮可供选择，一个是“LVS Device Temaplate”，它的含义是：定义各种器件的基本结构和基本约束，另外一个按钮是：“LVS Rules”，其含义是：定义LVS Tempalte后可以调用各种不同的参数得到不同的LVS器件。在首次编辑时，应当先定义LVS Template，后调用LVS Rules。

点击该界面中的”New”按钮，开始定义NMOS管的具体结构和参数，其界面如下：

在上面窗口中的Device Type选项中，共有M, LDD, R,C, D, Q 6中大的类型，分别代表MOS, LDD, Resistor, Capacitor, Diode, BJT 6中类型的器件。在本例中，选择M来定义NMOS的器件。

在DeviceName的选项中，用户可以填入该器件的名字，该名字可以任意指定，假设本例中我们填入: nmos。

在ModelName的选项中，用户可以填入该器件类型的SubType，本例中NMOS的SubType是N，我们在该选项中填入N。

上述三项填写完毕后，下一步是准备Sample Gds的layout，点击Device Name右边的“Edit”按钮，可以看到，工具会自动在当前目录下创建一个lvs_device的库目录，然后再库中自动创建一个单元名称为nmos的layoutview。

用户可以在该layout view下手工编辑一个典型的NMOS器件版图，如下：

如果用户已经在sample gds中有了NMOS的layout，可以不用手工编辑该layout，而是直接把sample gds中的NMOS单元直接copy到lvs_device库下的nmos单元即可。

注意，在LVSDevice Template中编辑的layout要求具有如下特点：

l是一个独立的器件layout，不要画多个器件的layout。

l其DRC尺寸最好为最小规则的尺寸

lContact/Via这些layer最好保留Array的形式，不要把其flatten，以免降低效率。

当nmos的layout编辑完毕后，Save该layout把其保存。然后点击LVS Device Template界面中的Update按钮，工具会自动读取该gds的信息，并把layer和pin的信息得到。

下一步是填写nmos器件的W，L等参数。则本例中，nmos的L刚好是poly图形在X方向的宽度，而nmos的W刚好是Active图形在Y方向的宽度。因此，在界面中填入如下信息：

上述填写信息中，W = 2.7, L = 0.8是根据该sample gds的实际尺寸填写的，用户也可以填写其它的数值。

MOS器件中的其它参数含义如上图所示：

SA：从有源区的一端到Gate的距离。

SB：从有源区的另一端到Gate的距离。SA, SB可以互换。

SD：多finger器件中两个Gate之间的距离。

NF：多finger器件中的finger个数，默认为1。

PF：多finger器件中finger参数的调整比例，默认为1。

AS：有源区一端的面积。

AD：有源区另一端的面积。AS, AD可以互换。

PS：有源区一端的周长。

PD：有源区另一端的周长。PS, PD可以互换。

NRD：有源区一端的电阻值。

NRS：有源区一端的电阻值。NRD, NRS可以互换。

注意：以上参数的定义中，可以W, L, SA, SB,SD是需要通过scout的条件约束来定义的，即需要指定sample gds中的图形关系。而其它参数可以通过公式来定义，例如，AS就是SA*W的公式，工具要求公式的定义不能嵌套定义，只能使用已经定义好的参数来进行公式定义，公式中调用的参数不能是公式。

此外，如果用户使用的参数名与上述默认的参数名称不一致，则可以在上图中的lvs name, spice name的2列中填写对应的名称。例如，NF参数有些工具要求写为M的名称，则在对应的地方填写为M即可。

同时，在Pin的选项中，用户可以根据sample gds的Text的信息把每个pin的text名字写上，在本例中，分别是：G, D, GND, GND。如果在sample layout中没有标识text名字，则不需要写对应的text。

在填写Pin的过程中，注意每个pin的Text名字填写完毕后，必须填写相应的Attach Layer的名字，该layer是指在LVS提取的过程中，这个Text具体通过ATTACH命令如何与连线进行连接。例如，在LVS的规则文件中，假设书写如下：

ATTACH O_TTOPME.label O_TTOPME.dwg

ATTACH O_ME1.label O_ME1.dwg

ATTACH O_PLY.label POLY.dwg

则表示Pin的TextLayer和Wiring Layer在sample gds中必须取对应的名字，如果sample gds中的layer与上述不一致，则工具不会提取正确。

当所有上述信息都填写完毕后，点击右下角的OK按钮，工具会把该器件定义的所有信息都保存好，然后点击generate test pattern，就会生成如下gds文件：

同时，工具还会自动生成该单元对应的cdl网表，如下：

.SUBCKTnmos_W8L2 / Drain Gate GND GND

Mnmos_W8L2 Drain Gate GND GND NW=8u L=2u

.ENDS

最后，点击verifyLVS的按钮，即可对上述gds和cdl的一致性进行自动检查。

以上仅说明了mos管的普通LVS检查，事实上，MOS管比较关键的检查还有： 多finger的lvs是否提取准确？tap与source并联是否提取准确? 三端mos是否提取准确等。

我们将在后续的文章中继续探讨。