CMOS數(shù)字IC的版圖設計課件.ppt

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1、4.4CMOS數(shù)字IC的版圖設計4.4.1CMOSIC版圖設計技巧4.4.2硅柵CMOS版圖和工藝的關系4.4.3CMOS電路版圖舉例14.4.1CMOSIC版圖設計技巧一、布局要合理（1）引出端分布是否便于使用或與其他相關電路兼容，是否符合管殼引出線排列要求。（2）特殊要求的單元是否安排合理，如p阱與p管漏源p+區(qū)離遠一些，使寄生PNP管?pnp?，抑制Latch-up效應，尤其是輸出級更應注意。（3）布局是否緊湊，以節(jié)約芯片面積，一般盡可能將各單元設計成方形。（4.4）考慮到熱場對器件工作的影響

2、，應注意電路溫度分布是否合理。2二、單元配置恰當（1）芯片面積降低10%，管芯成品率/圓片可提高15?20%。（2）多用并聯(lián)形式，如或非門，少用串聯(lián)形式，如與非門。（3）大跨導管采用梳狀或馬蹄形，小跨導管采用條狀圖形，使圖形排列盡可能規(guī)整。3三、布線合理布線面積往往為其電路元器件總面積的幾倍，在多層布線中尤為突出。擴散條/多晶硅互連多為垂直方向，金屬連線為水平方向，電源地線采用金屬線，與其他金屬線平行。長連線選用金屬。多晶硅穿過Al線下面時，長度盡可能短，以降低寄生電容。注意VDD、VSS布線，連線

3、要有適當?shù)膶挾取Ｈ菀滓稹按當_”的布線（主要為傳送不同信號的連線），一定要遠離，不可靠攏平行排列。4四、CMOS電路版圖設計對布線和接觸孔的特殊要求（1）為抑制Latchup，要特別注意合理布置電源接觸孔和VDD引線，減小橫向電流密度和橫向電阻RS、RW。?采用接襯底的環(huán)行VDD布線。?增多VDD、VSS接觸孔，加大接觸面積，增加連線牢固性。?對每一個VDD孔，在相鄰阱中配以對應的VSS接觸孔，以增加并行電流通路。?盡量使VDD、VSS接觸孔的長邊相互平行。?接VDD的孔盡可能離阱近一些。?接VSS

4、的孔盡可能安排在阱的所有邊上（P阱）。5（2）盡量不要使多晶硅位于p+區(qū)域上多晶硅大多用n+摻雜，以獲得較低的電阻率。若多晶硅位于p+區(qū)域，在進行p+摻雜時多晶硅已存在，同時對其也進行了摻雜——導致雜質(zhì)補償，使?多晶硅?。（3）金屬間距應留得較大一些（3?或4.4?）因為，金屬對光得反射能力強，使得光刻時難以精確分辨金屬邊緣。應適當留以裕量。6五、雙層金屬布線時的優(yōu)化方案（1）全局電源線、地線和時鐘線用第二層金屬線。（2）電源支線和信號線用第一層金屬線（兩層金屬之間用通孔連接）。（3）盡可能使兩層金

5、屬互相垂直，減小交疊部分得面積。71.阱——做N阱和P阱封閉圖形處，窗口注入形成P管和N管的襯底2.有源區(qū)——做晶體管的區(qū)域（G、D、S、B區(qū))，封閉圖形處是氮化硅掩蔽層，該處不會長場氧化層3.多晶硅——做硅柵和多晶硅連線。封閉圖形處，保留多晶硅4.4.有源區(qū)注入——P+、N+區(qū)（select)。做源漏及阱或襯底連接區(qū)的注入5.接觸孔——多晶硅，注入?yún)^(qū)和金屬線1接觸端子。6.金屬線1——做金屬連線，封閉圖形處保留鋁7.通孔——兩層金屬連線之間連接的端子4.4.金屬線2——做金屬連線，封閉圖形處保留鋁

6、4.4.2硅柵CMOS版圖和工藝的關系8NwellPwellCMOS反相器版圖流程(1)1.阱——做N阱和P阱封閉圖形，窗口注入形成P管和N管的襯底9NdiffusionCMOS反相器版圖流程(2)2.有源區(qū)——做晶體管的區(qū)域（G、D、S、B區(qū))，封閉圖形處是氮化硅掩蔽層，該處不會長場氧化層10PdiffusionCMOS反相器版圖流程(2)2.有源區(qū)——做晶體管的區(qū)域（G、D、S、B區(qū))，封閉圖形處是氮化硅掩蔽層，該處不會長場氧化層11PolygateCMOS反相器版圖流程(3)3.多晶硅——做硅

7、柵和多晶硅連線。封閉圖形處，保留多晶硅12N+implantCMOS反相器版圖流程(4.4)4.4.有源區(qū)注入——P+，N+區(qū)（select)。13P+implantCMOS反相器版圖流程(4)4.4.有源區(qū)注入——P+、N+區(qū)（select)。14contactCMOS反相器版圖流程(5)5.接觸孔——多晶硅，注入?yún)^(qū)和金屬線1接觸端子。共用柵NMOS漏NMOS源PMOS漏PMOS源NMOS源接VSS孔PMOS源接VDD孔15Metal1CMOS反相器版圖流程(6)6.金屬線1——做金屬連線，封閉圖

8、形處保留鋁inoutVssVDD16viaCMOS反相器版圖流程(7)7.通孔——兩層金屬連線之間連接的端子17Metal2CMOS反相器版圖流程(8)8.金屬線2——做金屬連線，封閉圖形處保留鋁inputoutput18VDDGNDVDDGNDinverter：Schematic:Layout:inputoutputm1m2m2m1191.有源區(qū)和場區(qū)是互補的，晶體管做在有源區(qū)處，金屬和多晶連線多做在場區(qū)上。2.有源區(qū)和P+,N+注入?yún)^(qū)的關系：有源區(qū)即無場氧化層，在