CMOS版图设计基础

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1、东南大学无锡分校CMOS版图设计基础2012-11-7东南大学无锡分校集成电路版图与PCB版图区别东南大学无锡分校前者包括布线和器件结构后者只有布线2012-11-7东南大学无锡分校电路集成电路版图设计掩膜版制造光刻等制造工艺封装与测试2012-11-7硅栅CMOS工艺版图和工艺的关系东南大学无锡分校1.N阱——做N阱的封闭图形处，窗口注入形成P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.有源区注

2、入——P+,N+区。做源漏及阱或衬底连接区的注入5.接触孔——多晶硅，扩散区和金属线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8.金属线2——做金属连线，封闭图形处保留铝2012-11-7版图流程——Nwell（1）东南大学无锡分校2012-11-7版图流程——ActiveArea（2）东南大学无锡分校2012-11-7版图流程——Polysilicon（3）东南大学无锡分校2012-11-7版图流程——ActiveAreaImplant（4）东南大学无锡分校2012-1

3、1-7东南大学无锡分校2012-11-7版图流程——Contact（5）东南大学无锡分校2012-11-7版图流程——Metal1（6）东南大学无锡分校2012-11-7集成电路版图设计—物理设计东南大学无锡分校发展历史红膜：用带有红膜的双层塑料，手工或机械制作图形，然后通过粗缩和精缩，将图形转移到铬版上。大型计算机制作图形，然后通过图形发生器将图形转移到铬版上。UNIX工作站：用图形设计软件如Mentorgraphics,Cadence,Compass,Daisy等在工作站上实现图形设计。将软件移植于PC机上。2

4、012-11-7CMOS版图设计基础东南大学无锡分校§1版图设计入门§2设计规则§3基本工艺层版图§4FET版图尺寸的确定§5版图设计方法§6标准单元版图§7设计层次化2012-11-7§1版图设计入门版图设计的定义东南大学无锡分校版图(Layout)是集成电路从设计走向制造的桥梁，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。VDD设计目的Layoutdesign：定义各工艺层3u/0.18u图形的形状、尺寸以及不同INOUT工艺层的相对位置。1u/0.18uGND2012-11-7电路图版图东南大学无锡

5、分校设计内容布局：就是将组成集成电路的各部分合理地布置在芯片上。安排各个晶体管、基本单元、复杂单元在芯片上的位置布线：就是按电路图给出的连接关系，在版图上布置元器件之间、各部分之间的连接。设计走线，实现管间、门间、单元间的互连尺寸确定：确定晶体管尺寸（W、L）、互连尺寸（宽度）以及晶体管与互连之间的相对尺寸等2012-11-7§1版图设计入门东南大学无锡分校设计目标满足电路功能、性能指标、质量要求尽可能节省面积，以提高集成度，降低成本尽可能缩短连线，以减少复杂度，缩短延时、改善可靠性版图的意义集成电路掩

6、膜版图设计师实现集成电路制造所必不可少的设计环节，它不仅关系到集成电路的功能是否正确，而且也会极大程度地影响集成电路的性能、成本与功耗。它需要设计者具有电路系统原理与工艺制造方面的基本知识，设计出一套符合设计规则的“正确”版图也许并不困难，但是设计出最大程度体现高性能、低功耗、低成本、能实际可靠工作的芯片版图缺不是一朝一夕能学会的本事。2012-11-7§1版图设计入门EDA工具的作用东南大学无锡分校版图编辑规定各个工艺层上图形的形状、尺寸、位置（LayoutEditor）规则检验版图与电路图一致性检验（LVS，

7、LayoutVersusSchematic）设计规则检验（DRC，DesignRuleChecker）电气规则检验（ERC，ElectricalRuleChecker）布局布线Placeandroute，给出版图的整体规划和各图形间的连接2012-11-7东南大学无锡分校电路图与版图一致性检查（LVS,layoutversusschematic）电路图与版图一致性检查（LVS）从版图中提取的电路同原电路相比较，其方法通常是将两者的网表进行对比。比较的结果，可以是完全一致或两者不全一致。设计者应对所示的错误进行必要

8、的版图修改。2012-11-7东南大学无锡分校设计规则检验（DRC，DesignRuleChecker）设计规则检查是一个运用版图数据库检查在版图上涉及的每条设计规则的程序。例如检查在版图上每条金属线的宽度和间距以保证它们不违反所规定的最小值。通过DRC保证该设计在生产工艺的限度范围内，可被制造出来。