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集成电路疆土设计简单介绍_疆土_栅极

雨夜梧桐 2025-01-21 17:40:26 0

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版图设计(layout)又被成为物理设计(physical design)。
可以将元件的电路表示转变成为凑集表示,将连接元件的线网转变为几何图形。

版图设计的一样平常步骤是先将整块电路分成多少个模块,之后进行版图方案和布局(这里是为了选取一个好的布局图案),再进行模块之间的连接,末了是压缩(也便是进行末了的优化,只管即便减小芯片的面积)。

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版图设计有自动天生的和手工设计两种,所用的软件有cadence、L-Edit等,手工设计的版图须要在设计之后进行DRC(a design rule checker设计规则检讨)、ERC(a electrics rule checker电学规则检讨)、LPE(layout parameter extraction版图参数提取)LVS(layout VS. schematic版图与事理图对照检讨)。

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(图片来自网络侵删)

空想情形下,电路自然是越紧凑越好,这样可以节省面积,降落本钱,并避免一些长度带来的问题,但是实际上为了工艺上的可行性,能够较好的被制造出来,成品率高,常日须要制订设计规则,这设计规则常日是制造厂商给出的,设计职员须遵照,不然之后的DRC环节将不能通过。

常日选取一个最小值为一个基本单位,如设定最小值为a,那么有源区的宽度就可以定为3a,金属最小宽度定为2a,诸如此类,这是种线性设计规则。

在L-Edit里面,有各种图层,如金属层,多晶硅层,n阱等等,通过布局可以实现一个大略pmos、nmos的设计。

下图是pmos和nmos两个管子的设计。

采取的是n阱cmos工艺,以是衬底是p型低掺杂。
于是nmos直接做在p型衬底上面,而pmos就须要做在n阱上面。

上图的有源区是管子的有效部分,多晶硅作为mos管的栅极,金属层作为源漏极。
可以看到pmos管子的衬底接Vdd高电源,nmos管子的衬底接Vss低电源,图形的中间便是栅极,栅极和有源区重叠的部分便是有效的栅电极区域,须要把稳的是这个栅极的栅宽(沟道宽度)是图中的矩形的长(便是横着的长度),栅长便是矩形的宽(便是竖着的长度),长宽比是mos管的一个主要的参数(W/L)。

对付管子有各种的简化办法,如当管子太长的时候可以拆分为两个:

再次根本上还能进行简化

管子合并可以节省面积,把稳这里的是d-d、s-s连接,d-s连接的话便是串联了。

上面是大略的单个nmos、pmos的设计,对付整体的电路版图布局该当是只管即便是方形,这样最为紧凑最为节省空间。

把稳,对付有电容的电路,电容的位置常日放到末了来确定,由于电容实际上便是两个板子夹一个介质,对付形状等方面的哀求不高,以是可以根据实际情形将电容添补到版图的空隙之中,以节省面积,更加紧凑。
并且实际上多晶硅1、2之间便是电容,之前的常规设计就会导致寄生电容的涌现,一样平常单位面积的电容是10的-18次方到10的-17次方。

现在的版图设计采取电子自动化设计和手工设计结合,手工设计可以更加灵巧,结果更加紧凑,电子自动设计可以高效率,降落本钱。

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