版图设计基础(半导体集成电路共14章)讲解课件

1、半导体集成电路学校：西安理工大学院系：自动化学院电子工程系专业：电子、微电 时间：秋季学期第14章MOS集成电路版图设计基础内容提要IC设计流程版图设计规则版图设计步骤一、IC设计流程总体要求系统功能设计寄存器传输级描述寄存器传输级模拟与验证子系统/功能块综 合门级逻辑网表逻辑模拟与验证电路模拟与验证版图生成逻辑图电路图System CVerilog(VHDL)AHDL模拟数字modelsimSPECTUREDCSPICE/ SPECTUREmodelsimAPOLLO(自动) CADENCE的Virtuso 最终版图数据与测试向量制版与工艺流片计算机辅助测试(ICCAT)生产定型工艺模拟版图

2、几何设计规则和电学规则检查网表一致性检查和后仿真DRACULA,DIVA,CALIBRE 同右 1.宽度规则(Width rule):由工艺（光刻）极限尺寸确定二、IC设计规则(Design Rule)2.间距规则(space rule)：避免短路3.交叠规则（overlap rule）：防止实际工艺偏差造成的开路或短路N阱：制作PMOS管的Nwell尺寸NW.1宽度1.70NW.2N阱间距1.10NW.3N阱内的P区距N阱的边界1.10NW.4N阱内的N区距N阱的边界0.20NW.2NW.4NW.5NW.6NW.3Nwell NCOMP Legend二、IC设计规则 Cont. (以0.35

3、umN阱CMOS工艺为例)PCOMPNCOMP/PCOMP：有源区 DIF.1宽度0.30DIF.2沟道宽0.40DIF.3NCOMP 到 NCOMP 距离0.60DIF.4PCOMP 到 PCOMP 距离0.60DIF.6N阱内NCOMP 到 PCOMP 距离0.60DIF.12孤立的N/P注入区的最小面积 (um2) 0.78DIF.1DIF.1DIF.1DIF.1DIF.4DIF.3DIF.6DIF.2DIF.5DIF.2DIF.7cDIF.7cN-well LegendDIF.7DIF.7DIF.10DIF.8DIF.12ContactPoly 2PCOMPNCOMP多晶硅 ：PL2.

4、2栅宽（3.3V）0.35PL2.3栅间距 (excluding serifs)0.45PL2.4栅与源漏区边界的最小间距0.50PL2.5栅超出有源区距离0.45PL2.6aPL2.6bPL2.6bPL2.6bPL2.5PL2.6PL2.4PL2.2PL2.1PL2.3PL2.30.05um0.1um0.05um0.05umPL2.5N-Well CompPoly 2ContactLegendDog Bone接触孔 ：CON.1最大/最小接触孔尺寸0.40 x0.40CON.2接触孔最小间距0.40CON.3扩散区的接触孔与边沿的距离0.15CON.5多晶硅栅上的接触孔到多晶硅栅边界的距离0

5、.15CON.6有源区的接触孔与栅的间距0.30CON.7栅上的接触孔与有源区间距0.40CON.2CON.3CON.5CON.6CON.1CON.4CON.7CON.5CompPoly 2ContactLegendButting Contact(Polyicide Only)金属条Mn.1金属条宽0.60Mn.2金属条间距0.60Mn.3金属条两边覆盖过孔或接触孔宽度0.15Mn.1Mn.2Mn.2Mn.5Mn.3Mn.4Vn.2Vn.3Vn.1MetalVia/ ContactLegend说明：实际版图中，顶层金属会有不同，间距和条宽都会增加。过孔 ：Vn.1过孔尺寸0.45 x 0.45

6、Vn.2过孔间距0.45Vn.3金属条两边覆盖过孔 （所有金属层）0.15键合点（PAD）PAD.1宽度70PAD.2间距30PAD.3.1顶层金属四周覆盖键合点距离2.5说明：实际版图中的pad都是有保护电路的，且厂商会提供经过若干次实验的电路。二、版图设计步骤(人工)单元库中基本单元较小的功能块总体版图版图检查与验证布局布线布局布线较大的功能块布局布线布图规划版图布局示意图：cellviam2m1电源环电源带VSSVDD1. 布图规划根据连线最短规则将各功能模块和引脚进行整体布局2.基本单元的设计基本单元通常包括如反相器，传输门等在电路中需要（重复）使用的最基本的电路单元，每一层的绘制都需

7、要仔细考虑设计规则如：传输门加法器中的基本单元有反相器、CMOS传输门基本单元要按照等高的原则绘制，以保证单元之间互连的兼容性，单元内部的连线采用金属13.功能块的设计功能块可以根据系统的复杂程度分为多级如：传输门加法器中的功能块可分为异或门（非）、和产生电路、进位产生电路大部分工作是调用基本单元进行连线单元间的连线4.PAD单元PAD单元部分包括：（1）绑定金属线所需的可靠连接区域（2）ESD保护结构（4）与内部电路相连的接口（3）输入、输出缓冲器（1）绑定金属线所需的可靠连接区域（2）ESD保护结构ESD:ElectroStatic Discharge 其余ESD保护电路见P397输入I/O栅保护电路5.版图检查与验证DRC (ERC):设计规则检查LVS：版图与原理图一致性验证工具自动完成，如CALIBRE,DRACULA Ledit 版图工具简介位置:桌面/tanner/ledit9/ ledit90Ledit 窗口简介层定义鼠标各键的作用图形选择绘图区鼠标移动精度设置： setup菜单下design