集成电路版图设计基础第1章：版图设计基础

1、181016101410121010108106104102101210410610810181016101410121010108106104102101210410610810电阻率 /(cm)S-1电导率 /(cm )Ge锗()硅(Si)GaAs砷化镓()GaP磷化镓()CdS硫化镉()铜银铝铂硫化铋玻璃金刚石(纯)硫熔融石英181016101410121010108106104102101210410610810181016101410121010108106104102101210410610810电阻率 /(cm)S-1电导率 /(cm )Ge锗()硅(Si)GaAs砷化镓()Ga

2、P磷化镓()CdS硫化镉()铜银铝铂硫化铋玻璃金刚石(纯)硫熔融石英周 期IIIIIIVVV I2 BC N 硼炭氮3M g A lSiPS镁铝硅磷硫4ZnG aG eA sSe锌镓锗砷硒5CdInSnSbTe铬铟锡锑碲6H gPb汞铅周 期IIIIIIVVV I2 BC N 硼炭氮3M g A lSiPS镁铝硅磷硫4ZnG aG eA sSe锌镓锗砷硒5CdInSnSbTe铬铟锡锑碲6H gPb汞铅01234gE价 带 1 1 1 1 0 0 导 带能量/eVG aA sE0 .3 1p动量2101234gE价 带111100导 带能量能量/eVS ip动量S.i. GaAs Substra

3、teEpitaxial Active LayerDrainSourceGateGatelengthChannelMetallizationMetallizationMetallization P 区 空间电荷区 N 区 PN 结及其内电场 内电场方向 发射区发射区收集区收集区基区基区发发射射结结收收集集结结发发射射极极收收集集极极基极基极(b)(a)(c)输入输出输入输出输入输出垂直结构垂直结构与输运时间相关的尺与输运时间相关的尺寸由工艺参数决定，寸由工艺参数决定，与光刻尺寸关系不大与光刻尺寸关系不大易于获易于获得高得高fT高速高速应用应用整个发射结上整个发射结上有电流流过有电流流过可获得单位

4、面积可获得单位面积的大输出电流的大输出电流易于获得易于获得大电流大电流大功率大功率应用应用开态电压开态电压VBE与尺寸、工艺与尺寸、工艺无关无关片间涨落小，可获片间涨落小，可获得小的电压摆幅得小的电压摆幅易于小信易于小信号应用号应用模拟模拟电路电路输入电压直接控制提供输入电压直接控制提供输出电流的载流子密度输出电流的载流子密度高跨导高跨导输入电容由扩输入电容由扩散电容决定散电容决定随工作电流的减随工作电流的减小而减小小而减小可同时在大或小的电流下可同时在大或小的电流下工作而无需调整输入电容工作而无需调整输入电容存在直流输入电存在直流输入电流，基极电流流，基极电流功耗大功耗大饱和区中存储电饱和区

5、中存储电荷上升荷上升开关速度慢开关速度慢开态电压无法成开态电压无法成为设计参数为设计参数s.i. GaA s SubstrateDrainSourceGateGatelengthChannelM etallizationM etallizationM etallizationundoped GaA stwo-dimension electron gasN- AlGaAsN+ AlGaAs是是功能要求功能要求行为设计行为设计行为仿真行为仿真综合、优化综合、优化-网表网表时序仿真时序仿真布局布线布局布线版图版图后仿真后仿真否否是是否否否否是是Sing off晶片整合晶片整合(Integration

6、)光刻作业光刻作业(Photo Mask)芯片制造芯片制造(Chip Fabrication)晶圆切割晶圆切割(Die Saw)封装封装(Package)NTUNCKUNTHUCCUNCTUChip Fabrication Flow芯片与设计图形芯片与设计图形(IC & Design Pattern)(Tester Setting)功能测试功能测试(Functional Test)(Yield & Failure Analysis)直流交流量测试直流交流量测试(DC,AC Measurement)VOHVOLDCDataClockTsetAC input output 0 0 0 0 0 0

7、0 0 1 10 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 2 4 6 8 10n5050ExpectedV.S. 0 2 4 6 8 10n5050Measured +Sparc-100 0 0 0 00 0 0 0 10 0 1 1 10 1 0 0 0成品率及故障分析成品率及故障分析测试环境设定测试环境设定CMOS Process FlowGeneral Layout Design Flow1.制定版图规划制定版图规划记住要制定可能会被记住要制定可能会被遗忘的特殊要求清单遗忘的特殊要求清单2.设计实现设计实现考虑特殊要求及如何布线考虑特殊要求及如何布线创建组元并对其进行布局创建组元并对其进行布局3.版图验证版图验证执行基于计算机的检查和执行基于计算机的检查和目视检查，进行校正工作目视检查，进行校正工作4.最终步骤最终步骤工程核查以及