CMOS 讲义2 版图设计.pdf

专用集成电路设计 专用集成电路设计 任课教师：潘伟涛 任课教师：潘伟涛 西安电子科技大学 通信工程学院 专用集成电路设计 Contents 集成电路材料 2 基本的半导体制造工艺 工艺及版图设计 CMOS工艺基础 版图设计规则、注意事项、检查 回顾 上两次课介绍了半导体制造工艺 详细介绍了 • 集成电路材料，导体、半导体及绝缘体 • 基本制造工艺：氧化、掺杂及光刻 • 自对准技术 • P阱CMOS工艺 本次课的内容： • 版图设计规则 • 版图设计注意事项 3 双阱工艺及SOI COMS工艺简介 + + 双阱工艺：通常是在N 或 P 衬底上外延生长一层厚度及掺 杂浓度可精确控制的高纯度硅层（外延层），在外延层中做 双阱（N 阱和P 阱），N 阱中做P管，P 阱中做N管。其工艺流程 除了阱的形成这一步要做双阱以外，其余步骤与P 阱工艺类似 绝缘体上硅（SOI ）的基本思想是在绝缘衬底上的薄硅膜中 做半导体器件。例如在蓝宝石上外延硅（SOS），在薄的硅层 上用不同的掺杂方法分别形成N型器件和P型器件 P阱工艺、双阱工艺比较 P阱工艺 双阱工艺： 在N+或P+衬底上外延生 长一层厚度及掺杂浓度 可精确控制的高纯度硅 层（外延层），在外延 层中做双阱。 工艺比较示意图：(a) P阱工艺(b) N阱工艺(c)SOI CMOS工艺 2.4 版图设计规则 版图设计规则  内容：设计规则规定了掩膜版各层几何图形宽度、 间隔、重叠及层与层之间的距离等的最小容许值。 设计规则的作用：是设计和生产之间的一个桥梁;是 一定的工艺水平下电路的性能和成品率的最好的折 中。 设计规则描述： 1. 微米设计规则：以微米为单位直接描述版图的最小允许尺 寸。 2. λ设计规则：以λ为基准的，最小允许尺寸均表示为λ的 整数倍。λ近似等于将图形移到硅表面上可能出现的最大 偏差；如限制最小线宽为2 λ，窄了线条就可能断开，λ 可以随着工艺的改进线性缩小，这就使设计变得更加灵活 。 8 版图设计规则 所有的CMOS工艺都可以采用下列特征描述  两种不同的衬底(P, N)  P型管和N型管掺杂区的形成材料  MOS管的栅极  内连通路  层间的接触 对于典型的CMOS工艺，可以用不同的