集成電路原理川大ch5-2課件

MOS集成電路的寄生效應(yīng)CMOS電路中的鎖定效應(yīng)MOS集成電路的工藝設(shè)計(jì)MOS集成電路的版圖設(shè)計(jì)規(guī)則MOS集成電路的版圖設(shè)計(jì)舉例版圖設(shè)計(jì)過(guò)程布圖設(shè)計(jì)的輸入是電路的元件說(shuō)明和網(wǎng)表，其輸出是設(shè)計(jì)好的版圖。通常情況下，整個(gè)布圖設(shè)計(jì)可分為劃分(Partition)；布圖規(guī)劃(Floor-planning)；布局(Placement)；布線((Routing)和壓縮(Compaction)。一、劃分

由于一個(gè)芯片包含上千萬(wàn)個(gè)晶體管，加之受計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)空間和計(jì)算能力的限制，通常我們把整個(gè)電路劃分成若干個(gè)模塊，將處理問(wèn)題的規(guī)模縮小。劃分時(shí)要考慮的因素包括模塊的大小、模塊的數(shù)目和模塊之間的連線數(shù)等。二、布圖規(guī)劃和布局

布圖規(guī)劃是根據(jù)模塊包含的器件數(shù)估計(jì)其面積，再根據(jù)該模塊和其它模塊的連接關(guān)系以及上一層模塊或芯片的形狀估計(jì)該模塊的形狀和相對(duì)位置。布局的任務(wù)是要確定模塊在芯片上的精確位置，其目標(biāo)是在保證布通的前提下使芯片面積盡可能小。三、布線

布線階段的首要目標(biāo)是百分之百地完成模塊間的互連，其次是在完成布線的前提下進(jìn)一步優(yōu)化布線結(jié)果，如提高電性能、減小通孔數(shù)等。版圖設(shè)計(jì)規(guī)則設(shè)計(jì)規(guī)則是集成電路設(shè)計(jì)與制造的橋梁。如何向電路設(shè)計(jì)及版圖設(shè)計(jì)工程師精確說(shuō)明工藝線的加工能力，就是設(shè)計(jì)規(guī)則描述的內(nèi)容。這些規(guī)定是以掩膜版各層幾何圖形的寬度、間距及重疊量等最小容許值的形式出現(xiàn)的。設(shè)計(jì)規(guī)則本身并不代表光刻、化學(xué)腐蝕、對(duì)準(zhǔn)容差的極限尺寸，它所代表的是容差的要求。三種尺寸限制：各層圖形的最小尺寸（最小寬度）同一層次圖形之間的最小間距不同層次圖形之間的對(duì)準(zhǔn)容差（套刻間距）設(shè)計(jì)規(guī)則的描述自由格式：目前一般的MOSIC研制和生產(chǎn)中，基本上采用這類規(guī)則。其中每個(gè)被規(guī)定的尺寸之間沒(méi)有必然的比例關(guān)系。顯然，在這種方法所規(guī)定的規(guī)則中，對(duì)于一個(gè)設(shè)計(jì)級(jí)別，就要有一整套數(shù)字，因而顯得煩瑣。但由于各尺寸可相對(duì)獨(dú)立地選擇，所以可把尺寸定得合理。規(guī)整格式：其基本思想是由Mead提出的。在這類規(guī)則中，把絕大多數(shù)尺寸規(guī)定為某一特征尺寸“”的某個(gè)倍數(shù)。1、寬度及間距diff：兩個(gè)擴(kuò)散區(qū)之間的間距不僅取決于工藝上幾何圖形的分辨率，還取決于所形成的器件的物理參數(shù)。如果兩個(gè)擴(kuò)散區(qū)靠得太近，在工作時(shí)可能會(huì)連通，產(chǎn)生不希望出現(xiàn)的電流。Poly-si：取決于工藝上幾何圖形的分辨率。Al：鋁生長(zhǎng)在最不平坦的二氧化硅上，因此，鋁的寬度和間距都要大些，以免短路或斷鋁。

diff-poly：無(wú)關(guān)多晶硅與擴(kuò)散區(qū)不能相互重疊，否則將產(chǎn)生寄生電容或寄生晶體管。3、晶體管規(guī)則：多晶硅與擴(kuò)散區(qū)最小間距：柵出頭：2，否則會(huì)出現(xiàn)S、D短路的現(xiàn)象。擴(kuò)散區(qū)出頭：2，以保證S或D有一定的面積4、P阱規(guī)則：A1=4：最小P阱寬度A2=2/6：P阱間距，當(dāng)兩個(gè)P阱同電位時(shí)，A2=2當(dāng)兩個(gè)P阱異電位時(shí)，A2=6A3=3：P阱邊沿與內(nèi)部薄氧化區(qū)（有源區(qū)）的間距A4=5：P阱邊沿與外部薄氧化區(qū)（有源區(qū)）的間距A5=8：P管薄氧化區(qū)與N管薄氧化區(qū)的間距多晶硅最小線寬3保證器件特性、和多晶硅電導(dǎo)最小間距3防止多晶硅聯(lián)條硅柵在有源區(qū)外的最小露頭4保證形成完整的MOSFET硅柵與有源區(qū)最小內(nèi)間距4保證電流在硅柵內(nèi)的均勻流動(dòng)多晶硅與有源區(qū)最小外間距2保證溝道區(qū)尺寸，防短路注入對(duì)有源區(qū)最小覆蓋3保證源漏區(qū)能完整地注入對(duì)外部有源區(qū)最小間距6防止p+區(qū)、n+區(qū)互相影響注入?yún)^(qū)最小寬度6保證足夠的接觸區(qū)注入?yún)^(qū)最小間距3防止互相影響引線孔引線孔最小面積33保證孔的形成和良好接觸孔間最小間距3保證良好接觸孔距硅柵的最小間距3防止源漏與柵短路有源區(qū)/多晶硅對(duì)孔的最小覆蓋2防止漏電和短路多晶硅接觸孔與有源區(qū)的最小間距3防止漏電和短路

金屬金屬引線的最小線寬3保證金屬線的形成和良好導(dǎo)電引線最小間距（線寬<10m）（線寬10m）36防止金屬聯(lián)條對(duì)引線孔的最小覆蓋2