第14章集成电路版图设计ppt课件.ppt

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1、第十四章版图设计2021/7/302021/7/302021/7/30共85页3微电子工艺流程简介主要介绍N阱CMOS工艺流程，用到的wafer是p型衬底，要用nWELL来构建p沟器件，而n型MOS管就构建在p衬底上。2021/7/30共85页4第一张mask定义为n-wellmask离子注入：制造nwell。2021/7/30共85页5第二张mask定义为activemask。有源区用来定义管子的栅以及允许注入的p型或者n型扩散的源漏区。2021/7/30共85页6第三张mask为polymask：包

2、含了多晶硅栅以及需要腐蚀成的形状。2021/7/30共85页7第四张mask定义为n＋mask，用来定义需要注入n＋的区域。2021/7/30共85页8第五张mask是p＋mask。p＋在Nwell中用来定义PMOS管。2021/7/30共85页9第六张mask就是定义接触孔。腐蚀SiO2到需要接触的层的表面。其次要能够使金属接触到扩散区或者多晶硅区。2021/7/30共85页10第七张mask就是金属1（metal1）。需要选择性刻蚀出电路所需要的连接关系。0.35umCMOS的工艺层2021/7/3

3、0Fig.MET5&MVIA5patternP-subNWELLPWELLN-PKTP-PKTP-N-N+STIP+PETEOSTiSi2SiNUSGPSGWTi/TiNWWMET1MVIA1MET2MET3MET4MVIA2MVIA3MVIA4IMD2IMD3IMD4IMD1SiNPSGMET5Pad版图设计版图(Layout)它包含了集成电路尺寸、各层拓扑定义等器件相关的物理信息数据。设计规则是如何向电路设计及版图设计工程师精确说明工艺线的加工能力，就是设计规则描述的内容。包括几何设计规则、电学设计

4、规则、布线规则。设计规则是各集成电路制造厂家根据本身的工艺特点和技术水平而制定的。因此不同的工艺，就有不同的设计规则。掩膜上的图形决定着芯片上器件或连接物理层的尺寸。因此版图上的几何图形尺寸与芯片上物理层的尺寸直接相关。2021/7/30版图几何设计规则版图设计规则：是指为了保证电路的功能和一定的成品率而提出的一组最小尺寸，如最小线宽、最小可开孔、线条之间的最小间距。设计规则反映了性能和成品率之间可能的最好的折衷。规则越保守，能工作的电路就越多(即成品率越高)。描述几何设计规则的方法：微米规则和λ规则。

5、2021/7/30层次与层次标记把设计过程抽象成若干易于处理的概念性版图层次，这些层次代表线路转换成硅芯片时所必需的掩模图形。层次表示含义标示图NwellN阱层ActiveN+或P+有源区层Poly多晶硅层Contact接触孔层Metal金属层Pad焊盘钝化层2021/7/302021/7/302021/7/30N阱设计规则编号描述尺寸(μm)目的与作用1.1N阱最小宽度10.0保证光刻精度和器件尺寸1.2N阱最小间距10.0防止不同电位阱间干扰1.3N阱内N阱覆盖P+2.0保证N阱四周的场注N区环的尺

6、寸1.4N阱到N阱外N+距离8.0减少闩锁效应2021/7/30P+、N+有源区设计规则编号描述尺寸目的与作用2.1P+、N+有源区宽度3.5保证器件尺寸，减少窄沟道效应2.2P+、N+有源区间距3.5减少寄生效应2021/7/30Poly层的设计规则编号描述尺寸目的与作用3.1多晶硅最小宽度3.0保证多晶硅线的必要电导3.2多晶硅间距2.0防止多晶硅联条3.3与有源区最小外间距1.0保证沟道区尺寸3.4多晶硅伸出有源区1.5保证栅长及源、漏区的截断3.5与有源区最小内间距3.0保证电流在整个栅宽范围内

7、均匀流动2021/7/30Contact层的设计规则编号描述尺寸目的与作用4.1接触孔大小2.0x2.0保证与铝布线的良好接触4.2接触孔间距2.0保证良好接触4.3多晶硅覆盖孔1.0防止漏电和短路4.4有源区覆盖孔1.5防止PN结漏电和短路4.5有源区孔到栅距离1.5防止源、漏区与栅短路4.6多晶硅孔到有源区距离1.5防止源、漏区与栅短路4.7金属覆盖孔1.0保证接触，防止断条2021/7/30Metal层的设计规则编号描述尺寸目的与作用5.1金属宽度2.5保证铝线的良好电导5.2金属间距2.0防止铝

8、条短路2021/7/30Pad层的设计规则编号描述尺寸目的与作用6.1最小焊盘大小90封装、邦定需要6.2最小焊盘边间距80防止信号之间串扰6.3最小金属覆盖焊盘6.0保证良好接触6.4焊盘外到有源区最小距离25.0提高可靠性需要2021/7/30电学设计规则电学设计规则给出的是由具体的工艺参数抽象出的电学参数，是电路与系统设计模拟的依据。不同的工艺线和工艺流程，电学参数有所不同。描述内容：晶体管模型参数、各层薄层电阻、层与层间的电容等。几