التحقق المادي

التحقق المادي هو عملية يتم من خلالها التحقق من تصميم مخطط الدائرة المتكاملة (تخطيط الدائرة المتكاملة) من خلال أدوات برمجيات EDA لضمان الأداء الكهربائي والمنطقي الصحيح وقابلية التصنيع. يتضمن التحقق فحص قواعد التصميم (DRC)، والتخطيط مقابل الرسم التخطيطي (LVS)، وXOR (OR الحصري)، وفحوصات الهوائي وفحص القواعد الكهربائية (ERC). ^[1]

تتحقق شركة DRC من أن التصميم يلبي جميع القيود المفروضة من قبل التكنولوجيا. كما تتحقق شركة DRC من كثافة الطبقة للتلميع الكيميائي الميكانيكي (CMP). ^[1]

يتحقق LVS من وظائف التصميم. من التخطيط، يتم استخلاص قائمة الشبكة ومقارنتها بقائمة الشبكة الأصلية الناتجة عن التوليف المنطقي أو تصميم الدائرة. ^[1]

يتم إجراء هذا الفحص عادةً بعد تدوير المعدن، حيث تتم مقارنة قاعدة البيانات الأصلية والمعدلة. يتم ذلك للتأكد من إجراء التعديلات المطلوبة وعدم إجراء أي تعديلات غير مرغوب فيها عن طريق الخطأ. تتضمن هذه الخطوة مقارنة قاعدتي بيانات التخطيط/GDS من خلال عملية XOR لهندسة التخطيط. ينتج عن هذا الفحص قاعدة بيانات تحتوي على جميع الهندسة غير المتطابقة في كلا التخطيطين.

الهوائي هو في الأساس عبارة عن وصلة معدنية، أي موصل مثل البولي سيليكون أو المعدن، غير متصل كهربائيًا بالسيليكون أو مؤرض، أثناء خطوات معالجة الرقاقة. ^[1] أثناء عملية التصنيع، يمكن أن يحدث تراكم للشحنات على الهوائي أثناء خطوات تصنيع معينة مثل النقش البلازمي، والذي يستخدم مادة شديدة التأين للنقش. إذا لم يكن الاتصال بالسيليكون موجودًا، فقد تتراكم الشحنات على الوصلة إلى النقطة التي يحدث عندها تفريغ سريع وينتج عن ذلك تلف مادي دائم لأكسيد بوابة الترانزستور الرقيق. تُعرف هذه الظاهرة السريعة والمدمرة باسم تأثير الهوائي . يمكن علاج أخطاء الهوائي عن طريق إضافة صمام هوائي صغير لتفريغ العقدة بأمان أو تقسيم الهوائي عن طريق التوجيه لأعلى إلى طبقة معدنية أخرى ثم لأسفل مرة أخرى. ^[1]

يتم تعريف نسبة الهوائي على أنها النسبة بين المساحة الفيزيائية للموصلات التي يتكون منها الهوائي إلى إجمالي مساحة أكسيد البوابة التي يتصل بها الهوائي كهربائيًا.

يتحقق ERC من صحة توصيلات الطاقة والأرض، وأن أوقات انتقال الإشارة (الانحراف)، والأحمال السعوية والمروحة محدودة بشكل مناسب. ^[1] قد يتضمن هذا التحقق من

• مناطق الآبار والركائز من أجل توفير الاتصالات والمسافات المناسبة وبالتالي ضمان توصيلات الطاقة والأرض الصحيحة
• مدخلات غير متصلة أو مخرجات مختصرة.

لا ينبغي أن تتصل البوابات مباشرة بالإمدادات؛ بل ينبغي أن يتم الاتصال من خلال خلايا TIE العالية/المنخفضة فقط. تعتمد فحوصات ERC على افتراضات حول ظروف التشغيل العادية لـ ASIC ، لذا فقد تعطي العديد من التحذيرات الخاطئة على ASICs ذات الإمدادات المتعددة أو السلبية. يمكنها أيضًا التحقق من الهياكل المعرضة للتلف الناتج عن التفريغ الكهروستاتيكي (ESD).

• كلاين، د. (2000). تخطيط دائرة متكاملة CMOS . نيوينز. ISBN 0-7506-7194-7 
• كانج، أ. وآخرون (2022). التصميم المادي لـ VLSI: من تقسيم الرسم البياني إلى إغلاق التوقيت، ISBN 978-3-030-96414-6 ، doi :10.1007/978-3-030-96415-3