集成电路版图设计(一)

news/2024/11/21 22:05:01/

文章目录

  • 前言
  • 一、版图设计的介绍
    • 介绍
    • 数字电路和模拟电路布局的要求
    • 流片过程
    • OPC技术(光学邻近矫正)
    • 数字集成电路设计流程
    • 模拟集成电路设计流程
  • 二、MOS管的流片流程
    • MOS管尺寸指数
    • 1P4M芯片构成
    • 流片工艺立体图
    • 流片的简单过程
  • 三、流片的实际设计过程
    • 1、N阱光刻
    • 2、氧化层刻蚀
    • 3、N阱注入
    • 4、氮化硅奠基
    • 5、有源区光刻
    • 6、氮化硅光刻
    • 7、生产场氧层
    • 8、薄的栅氧化层生长
    • 9、多晶硅注入做奠基
    • 10、栅极光刻
    • 11、多晶硅刻蚀
    • 12、形成源漏区准备
    • 13、N+光刻
    • 14、N+注入
    • 15、N+区完成
    • 16、P+区光刻
    • 17、P+区注入
    • 18、P+衬底形成(注入完全)
    • 19、奠基厚的氧化层做绝缘处理
    • 20、接触光刻
    • 21、厚的氧化层光刻
    • 22、注入金属钨
    • 23、金属一层光刻
    • 24、金属一层刻蚀
    • 25、金属一互联
    • 26、多层金属互联的立体结构
  • 四、实际案例
    • 1、CMOS晶体管的横切片图和版图
    • 2、设计规则技术
    • 3、DRC检查和LVS
    • 4、Post Simulation
  • 五、软件仿真的一些简单步骤


前言

只会设计电路而对版图设计没有详细的认知是不行的,因此开始学习版图知识。
以下记录都是来自于B站博主的视频的PPT,对其进行了翻译注释,方便学习了解。


提示:以下是本篇文章正文内容,下面案例可供参考

一、版图设计的介绍

介绍

集成电路或单片集成电路(也被称为IC、芯片或微芯片)是在半导体材料(通常是硅)的一个小平面上的一组电子电路。大量微小的mosfet(金属氧化物半导体场效应晶体管)集成到一个小芯片中。
在这里插入图片描述
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数字电路和模拟电路布局的要求

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数字电路杂乱无章,主要关注面积。
模拟电路要充分考虑匹配、寄生,所以看着比较规整。
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流片过程

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OPC技术(光学邻近矫正)

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数字集成电路设计流程

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模拟集成电路设计流程

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绘制版图需要的
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二、MOS管的流片流程

MOS管尺寸指数

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1P4M芯片构成

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流片工艺立体图

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流片的简单过程

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三、流片的实际设计过程

1、N阱光刻

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2、氧化层刻蚀

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3、N阱注入

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4、氮化硅奠基

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5、有源区光刻

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6、氮化硅光刻

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7、生产场氧层

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8、薄的栅氧化层生长

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9、多晶硅注入做奠基

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10、栅极光刻

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11、多晶硅刻蚀

进行多晶硅刻蚀,就可以留下我们需要的栅极部分,并最后洗掉光刻胶
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12、形成源漏区准备

在形成源漏区之前,要进行衬底接触的设计,以保证后期电位的上拉和接地。
先涂一层光刻胶。
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13、N+光刻

添加掩膜版进行光照,空缺的部分被去除,其余部分得到了保留。
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14、N+注入

全范围N+离子注入,只有刚才光刻去除的部分可以打入,其余部分都被挡住,不会进行注入,至此,便形成了N+的衬底接触。从右上角图可以看到版图的平面结构示意图。
在这里插入图片描述

15、N+区完成

在N+完成注入后,清除掉多余的光刻胶,便要开始进行之后的源漏区设计。
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16、P+区光刻

为了实现PMOS,我们需要在N阱内进行P+的离子注入来形成PMOS的源漏区,同样涂上光刻胶,然后用一块新的掩膜版进行光刻(至此已经用了5块掩膜版)。
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17、P+区注入

全范围P+离子注入,没有被光刻胶隔离和栅极多晶硅隔离的部分可以直接P+注入。
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18、P+衬底形成(注入完全)

至此,在清洗掉光刻胶之后,栅源漏都形成,还有衬底接触部分,也就是B。
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19、奠基厚的氧化层做绝缘处理

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20、接触光刻

为之后的金属柱做准备,需要做Contact连接处理,涂上光刻胶,然后用新的掩膜版进行光照,中间空余的部分被留下
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21、厚的氧化层光刻

光照后,就会在光刻胶上留下我们之后准备注入金属的孔洞
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22、注入金属钨

在孔洞内注入金属钨当Contact,至此就将我们的四个电极,即源级S 漏极D 栅极 G 衬底B分别引出了。
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23、金属一层光刻

从版图中可以看出,四个端口的外围都有了金属一·边界
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24、金属一层刻蚀

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25、金属一互联

得到了PMOS管
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26、多层金属互联的立体结构

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四、实际案例

1、CMOS晶体管的横切片图和版图

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2、设计规则技术

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3、DRC检查和LVS

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4、Post Simulation

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五、软件仿真的一些简单步骤

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版图操作技巧
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http://www.ppmy.cn/news/876647.html

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