Dummy Device Rules
Dummy Device 使用规范与实践
Dummy Device（虚拟器件）是 IC 版图设计中保证匹配器件一致性的关键技术。本文详细介绍 dummy device 的原理、类型和实际应用规范。
为什么需要 Dummy Device？
在晶圆制造过程中，刻蚀（etching）和化学机械抛光（CMP）会对器件边缘产生"边缘效应"（edge effect）。阵列两端的器件与中间器件的周围环境不同，导致：
- 栅氧厚度不均匀
- 离子注入角度差异
- 金属密度差异导致 CMP 后高度不同
- 光刻邻近效应（OPC）差异
Dummy device 通过在阵列两端放置非功能性器件，使所有功能性器件拥有相同的周围环境。
Dummy Device 类型
MOS Dummy
- 结构：与功能管相同的 MOSFET，但 gate/source/drain 接固定电位（通常 source=drain=VSS for NMOS）
- 位置：阵列最外侧，与功能管保持相同间距
- 参数：W/L 与功能管一致，finger 数可以不同
Resistor Dummy
- 电阻阵列两端各放 1-2 个 dummy 电阻
- Dummy 电阻两端短接，不参与电路功能
- 多晶硅电阻和扩散电阻都需要 dummy
Capacitor Dummy
- 电容阵列边缘放置 dummy unit cap
- Dummy cap 的上下极板接固定电位
- 对于 MOM/MIM 电容，dummy 对匹配精度影响显著
设计规范
| 项目 | 推荐做法 |
|---|---|
| Dummy 数量 | 每边至少 1 个，高精度场景 2 个 |
| 间距 | 与功能器件间距完全一致 |
| 连接 | Gate 接 GND（NMOS）或 VDD（PMOS），S/D 短接 |
| 原理图对应 | 必须在 schematic 中有对应的 dummy symbol |
| LVS 处理 | Dummy 器件要在 LVS rule 中标记为 dummy |
常见问题
Dummy 导致 DRC 违规
Dummy 器件可能与周围器件距离过近。解决：在放置 dummy 前先规划好间距，必要时调整阵列尺寸。
Dummy 没有原理图对应导致 LVS 失败
这是最常见的问题。解决方法：
- 创建 dummy device 的 symbol（推荐）
- 或在 LVS rule file 中添加 dummy device 的识别和排除规则
- 使用 Calibre LVS 的
LVS RECOGNIZE GATE选项
多层 Dummy 的处理
在先进工艺（28nm 以下），poly、metal、via 各层都有 density 要求，需要分别添加 dummy 结构。建议使用自动 dummy fill 工具（如 Calibre SmartFill）。
经验总结：养成在创建匹配器件的同时就添加 dummy 的习惯，不要等到 tape-out 前才补。建议将 dummy 器件放在单独的 cell 中，便于管理和 LVS 识别。
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