精品课程-IC原理-第8章-CMOS数字IC的版图设计.pptVIP

第8章 CMOS数字 IC的版图设计 目录 8.1 CMOS IC 版图设计技巧 8.2 硅栅CMOS 版图和工艺的关系 8.3 CMOS电路版图举例 2、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。 5、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）尽可能使两层金属互相垂直，减小交叠部分得面积。 1. 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. 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 8. 金属线2——做金属连线，封闭图形处保留铝 1. 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，在这区域中可做N型和P型各种晶体管，此区一次形成。 3. 至于以后何处是NMOS晶体管，何处是PMOS晶体管，要由P+注入区和N+注入区那次光刻决定。 4. 有源区的图形（与多晶硅交叠处除外）和P+注入区交集处即形成P+有源区， P+注入区比所交有源区要大些。 5. 有源区的图形（与多晶硅交叠处除外）和N+注入区交集处即形成N+有源区， N+注入区比所交有源区要大些。 6. 两层半布线 金属，多晶硅可做连线，所注入的有源区也是导体，可做短连线（方块电阻大）。三层布线之间，多晶硅和注入有源区不能相交布线，因为相交处形成了晶体管，使得注入有源区连线断开。 7. 三层半布线 金属1，金属2 ，多晶硅可做连线，所注入的有源区也是导体，可做短连线（方块电阻大）。四层线之间，多晶硅和注入有源区不能相交布线，因为相交处形成了晶体管，使得注入有源区连线断开。 8.3 CMOS电路版图举例 1) 典型N阱CMOS工艺的剖面图 2) Simplified CMOS Process Flow 3) 铝栅、硅栅MOS器件的版图 4) CMOS电路版图举例 1)典型N阱CMOS工艺的剖面图 CMOS process Process (Inverter)p-sub Layout and Cross-Section View of Inverter Process N-well, Active Region, Gate Oxide Poly-silicon Layer N+ and P+ Regions SiO2 Upon Device Contact Etching Metal Layer – by Metal Evaporation A Complete CMOS Inverter FET Transistor - Layout layers Via and Contacts Inverter Example 3) 铝栅、硅栅MOS器件的版图 4) MOS电路版图举例 (1) 铝栅CMOS电路版图设计规则 (2) 铝栅MOS工艺掩膜版的说明 (3) 铝栅工艺CMOS版图举例 (4) 硅栅MOS器件工艺的流程 (5) 硅栅工艺MOS电路版图举例 (6) RS触发器 (1) 铝栅CMOS电路 版图设计规则 Source/Drain: Photomask (dark field) Gate: Photomask (dark field) Contacts: Photomask (dark field) Metal Interconnects: Photomask (light field) (4) 硅栅MOS器件工艺的流程刻有源区 刻多晶硅与自对准掺杂 刻接触孔、反刻铝 硅栅P阱CMOS反相器版图设计举例 5. 刻NMOS管S、D 6. 刻接触孔 7. 反刻Al (W/L)p=3(W/L)n 1. 刻P阱 2. 刻有源区 3. 刻多晶硅栅 4. 刻PMOS管S、D field oxide field oxide field oxide 2) Simplified CMOS Process Flow Create n-well a