CMOS数字IC的版图设计课件.ppt

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1、4.4CMOS数字IC的版图设计4.4.1CMOSIC版图设计技巧4.4.2硅栅CMOS版图和工艺的关系4.4.3CMOS电路版图举例14.4.1CMOSIC版图设计技巧一、布局要合理（1）引出端分布是否便于使用或与其他相关电路兼容，是否符合管壳引出线排列要求。（2）特殊要求的单元是否安排合理，如p阱与p管漏源p+区离远一些，使寄生PNP管pnp，抑制Latch-up效应，尤其是输出级更应注意。（3）布局是否紧凑，以节约芯片面积，一般尽可能将各单元设计成方形。（4.4）考虑到热场对器件工作的影响

2、，应注意电路温度分布是否合理。2二、单元配置恰当（1）芯片面积降低10%，管芯成品率/圆片可提高1520%。（2）多用并联形式，如或非门，少用串联形式，如与非门。（3）大跨导管采用梳状或马蹄形，小跨导管采用条状图形，使图形排列尽可能规整。3三、布线合理布线面积往往为其电路元器件总面积的几倍，在多层布线中尤为突出。扩散条/多晶硅互连多为垂直方向，金属连线为水平方向，电源地线采用金属线，与其他金属线平行。长连线选用金属。多晶硅穿过Al线下面时，长度尽可能短，以降低寄生电容。注意VDD、VSS布线，连线

3、要有适当的宽度。容易引起“串扰”的布线（主要为传送不同信号的连线），一定要远离，不可靠拢平行排列。4四、CMOS电路版图设计对布线和接触孔的特殊要求（1）为抑制Latchup，要特别注意合理布置电源接触孔和VDD引线，减小横向电流密度和横向电阻RS、RW。采用接衬底的环行VDD布线。增多VDD、VSS接触孔，加大接触面积，增加连线牢固性。对每一个VDD孔，在相邻阱中配以对应的VSS接触孔，以增加并行电流通路。尽量使VDD、VSS接触孔的长边相互平行。接VDD的孔尽可能离阱近一些。接VSS

4、的孔尽可能安排在阱的所有边上（P阱）。5（2）尽量不要使多晶硅位于p+区域上多晶硅大多用n+掺杂，以获得较低的电阻率。若多晶硅位于p+区域，在进行p+掺杂时多晶硅已存在，同时对其也进行了掺杂——导致杂质补偿，使多晶硅。（3）金属间距应留得较大一些（3或4.4）因为，金属对光得反射能力强，使得光刻时难以精确分辨金属边缘。应适当留以裕量。6五、双层金属布线时的优化方案（1）全局电源线、地线和时钟线用第二层金属线。（2）电源支线和信号线用第一层金属线（两层金属之间用通孔连接）。（3）尽可能使两层金

5、属互相垂直，减小交叠部分得面积。71.阱——做N阱和P阱封闭图形处，窗口注入形成P管和N管的衬底2.有源区——做晶体管的区域（G、D、S、B区)，封闭图形处是氮化硅掩蔽层，该处不会长场氧化层3.多晶硅——做硅栅和多晶硅连线。封闭图形处，保留多晶硅4.4.有源区注入——P+、N+区（select)。做源漏及阱或衬底连接区的注入5.接触孔——多晶硅，注入区和金属线1接触端子。6.金属线1——做金属连线，封闭图形处保留铝7.通孔——两层金属连线之间连接的端子4.4.金属线2——做金属连线，封闭图形处保留铝

6、4.4.2硅栅CMOS版图和工艺的关系8NwellPwellCMOS反相器版图流程(1)1.阱——做N阱和P阱封闭图形，窗口注入形成P管和N管的衬底9NdiffusionCMOS反相器版图流程(2)2.有源区——做晶体管的区域（G、D、S、B区)，封闭图形处是氮化硅掩蔽层，该处不会长场氧化层10PdiffusionCMOS反相器版图流程(2)2.有源区——做晶体管的区域（G、D、S、B区)，封闭图形处是氮化硅掩蔽层，该处不会长场氧化层11PolygateCMOS反相器版图流程(3)3.多晶硅——做硅

7、栅和多晶硅连线。封闭图形处，保留多晶硅12N+implantCMOS反相器版图流程(4.4)4.4.有源区注入——P+，N+区（select)。13P+implantCMOS反相器版图流程(4)4.4.有源区注入——P+、N+区（select)。14contactCMOS反相器版图流程(5)5.接触孔——多晶硅，注入区和金属线1接触端子。共用栅NMOS漏NMOS源PMOS漏PMOS源NMOS源接VSS孔PMOS源接VDD孔15Metal1CMOS反相器版图流程(6)6.金属线1——做金属连线，封闭图

8、形处保留铝inoutVssVDD16viaCMOS反相器版图流程(7)7.通孔——两层金属连线之间连接的端子17Metal2CMOS反相器版图流程(8)8.金属线2——做金属连线，封闭图形处保留铝inputoutput18VDDGNDVDDGNDinverter：Schematic:Layout:inputoutputm1m2m2m1191.有源区和场区是互补的，晶体管做在有源区处，金属和多晶连线多做在场区上。2.有源区和P+,N+注入区的关系：有源区即无场氧化层，在