实验38 模拟集成电路的版图设计
实验38 模拟集成电路的版图设计
模拟集成电路设计是现代集成电路设计的重要组成部分。模拟集成电路的版图设计是模拟集成电路设计环节中的重要关键环节。模拟集成电路版图设计的优劣直接影响着整个集成电路的性能和设计的成败。
本实验要求学生在系统地学习了《半导体物理》、《场效应器件物理》、《模拟集成电路设计》和《集成电路制造技术》等专业知识的基础上，使用Tanner公司设计开发的集成电路版图设计工具Ledit软件，独立完成CMOS模拟集成电路单元的版图设计和布局工作，提高模拟集成电路版图设计和布局能力，强化对模拟集成电路制造技术的理解和知识运用能力，培养学生初步的模拟集成电路版图设计能力。
一、实验原理
1. 模拟集成电路版图中的器件与设计规则
在模拟集成电路中，主要器件有NMOS、PMOS、NPN和PNP晶体管，二极管、电阻和电容等。这些器件在Ledit软件中，实现的方法存在较大差异，但都是遵循器件的定义实现的。器件的定义存储在以.ext为后缀的器件萃取文件中。
在Ledit软件环境下，P型衬底N阱CMOS 2P2M工艺下(两层多晶两层金属)，模拟集成电路版图中器件的设计规则，除去与数字集成电路版图设计中通用的规则外，主要还有：NPN、PNP晶体管设计规则、电容设计规则和电阻设计规则等，表38.1中摘录了这些规则中的部分内容。使用这些设计规则可以实现NPN、PNP、MOS电容和电阻等器件版图。
=1.0μm部分设计规则
表38.1 P型衬底N阱CMOS工艺下，
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在绘制模拟集成电路版图时，所绘制的各种基本图形尺寸不能小于这些设计规则要求的尺寸，否则将导致设计规则错误。在Ledit软件环境下，完成设计规则检查的功能称为设计规则检查（Design Rule Check，DRC）。在集成电路版图绘制过程中，需要经常性地使用DRC功能来检查版图是否存在错误，这样做可以避免同时有太多违反设计规则的错误产生，决定着版图的完成效率和完成质量。版图的设计规则是最小尺寸要求，将基本图形的尺寸有意绘制大些，DRC 检查不认为是一种设计规则错误，但在整个集成电路中将造成芯片面积的浪费，所以在布局基本图形时，充分考虑器件必要的几何尺寸的同时，应使用尽量小的基本图形尺寸。
2. 模拟集成电路版图图层定义
在Ledit软件环境中，P型衬底N阱CMOS 2P2M工艺条件下，模拟集成电路版图中除去与数字部分定义相同的基本层外，主要还定义有：一层多晶硅电阻识别标记（Poly Resistor ID）、二层多晶硅电阻识别标记（Poly2 Resistor ID）、N 型扩散电阻识别标记（N Diff Resistor ID）、P型扩散电阻识别标记（P Diff Resistor ID）、P型基区电阻识别标记（P Base Resistor ID）和N阱电阻识别标记（N Well Resistor ID）等电阻类基本层；一层多晶硅与二层多晶硅电容识别标记（Poly12 Capacitor ID）、NMOS电容识别标记（NMOS Capacitor ID）和PMOS电容识别标记（PMOS Capacitor ID）等电容类基本层；NPN晶体管识别标记（NPN ID）、P型基区识别标记（P Base）、横向PNP晶体管识别标记（LPNP ID）、横向PNP 晶体管发射极识别标记（LPNP Emitter ID）和二极管识别标记（DIODE ID）等有源器件类基本层。所有识别标记都是电路萃取标记。
使用上述模拟集成电路版图的基本层定义，可以用来制作MOS晶体管、双极晶体管、二极管、电阻和电容等器件。集成电路版图中的基本层就是相关工艺的光刻掩模。图38.1给出了NMOS、PMOS晶体管的纵向剖面结构。图中有源区的不同，充分地说明了N型和P型选择区是重要的有源区掺杂类型识别标记。图中是采用多支晶体管并联结构实现的较大宽长比晶体管。
图38.1 NMOS、PMOS晶体管的纵向剖面结构
图38.2绘出了NPN、PNP晶体管的纵向剖面结构。左侧NPN晶体管存在P 型基区，右侧PNP晶体管中没有类似结构，这正是纵向NPN晶体管与横向PNP 晶体管的一个重要差别。在CMOS工艺条件下，可以同时实现纵向NPN晶体管
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和横向PNP晶体管的制造，实现了CMOS工艺与双极工艺的兼容。
图38.2 NPN、PNP晶体管的纵向剖面结构
图38.3画出了N型和P型扩散电阻，N型扩散电阻制作在P型衬底上，P 型扩散电阻制作在N阱中。左图电阻层与P型外延层之间、右图电阻层与N阱之间均构成了寄生PN结，通常采取将电阻所在的衬底或阱连接到适合电位，达到PN结反向偏置工作条件，从而减小寄生PN结对电阻性能的影响。
图38.3 N型、P型扩散电阻的纵向剖面结构
图38.4是由多晶硅制作的两种多晶硅电阻，可以看出它们都是制作在两层氧化层之间，通过氧化层实现上下方区域彼此绝缘。在CMOS工艺条件下，多晶硅通常需要进行重掺杂，所以形成的多晶硅电阻通常具有较小的方块电阻。
图38.4 一层、二层多晶硅电阻的纵向剖面结构
图38.5为N阱电阻和P型基区电阻，由于N阱掺杂浓度较低，P型基区掺杂浓度较高，所以N阱适于制作阻值较大的电阻，P型基区电阻适于制作较小阻值的电阻。
图38.6是NMOS电容和PMOS电容版图的纵向剖面结构。这些电容是以P 型有源区或N型有源区作为电容的一个极板，一层多晶硅作为电容的另一个极板，采用平行板电容器原理制成的。
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图38.5 N 阱电阻、P 型基区电阻的纵向剖面结构
图38.6 NMOS 、PMOS 电容的纵向剖面结构 3. 模拟集成电路版图单元布局实例
在模拟集成电路版图单元的绘制过程中，合理的版图分割和位置分布是保证版图布局设计品质的基本前提。图38.7是一个模拟集成运算放大器电路的差分输入级部分，同时跨接了一个电容作为负载，右侧给出了各器件的尺寸参数，要求采用λ=1.0μm ，特征尺寸为2.0μm 的设计规则，在100μm ×90μm 芯片面积内完成版图的布局。
依据大宽长比晶体管版图布局原则，M1、M2采用18μm/2μm ×4支晶体管并联连接，M3、M4采用10μm/2μm ×2支晶体管并联连接，M5采用16μm/2μm ×4支晶体管并联连接，电容C1采用NMOS 电容结构，实现的版图布局形式见图38.8，版图的最终尺寸为90μm ×76μm 。
图38.7 模拟电路单元逻辑电路及其W/L 图38.8 模拟电路单元版图布局结果
二、实验内容
1. 采用
2.0U （λ=1.0μm ）设计规则绘制完成N 沟道电流镜负载电路单元版图，具体电路和各器件尺寸见图38.9，总芯片面积不超过80μm ×100μm ；
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图38.9 N沟道电流镜负载电路与各器件参数
2. 采用2.0U（λ=1.0μm）设计规则完成威尔逊电流镜负载电路单元版图，
具体电路和各器件尺寸见图38.10，总芯片面积不超过120μm×150μm；
图38.10 威尔逊电流镜负载电路和各器件尺寸
3. 采用通用2.0U（λ=1.0μm）设计规则绘制完成高摆幅共源共栅电流漏单元版图，具体电路和各器件尺寸见图38.11，总芯片面积不超过110μm×110μm；
图38.11 高摆幅共源共栅电流漏和各器件尺寸
4. 采用2.0U（λ=1.0μm）设计规则绘制完成标准共源共栅电流漏单元版图，具体电路和各器件尺寸见图38.12，总芯片面积在100μm×100μm以内。
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图38.12 标准共源共栅电流漏和各器件尺寸
三、实验数据处理
1. 写出生产各集成电路单元芯片所需光刻掩膜板的张数及其名称；
2. 写出各单元电路的电路网表(Spice 语句)。
3. 简要叙述电路所完成的功能。
四、实验思考题
1. 试从工艺角度来解释场区氧化和栅氧的含义与区别。
2. 在P 型衬底N 阱CMOS 工艺中，存在的各种类型电阻，比较其方块电阻大小，说明理由。
3. 较大宽长比MOS 晶体管可以采用多支晶体管并联连接的方式实现，请问宽长比为1/120的NMOS 晶体管在版图设计时如何实现，有何措施？
4. 版图的λ设计规则是否可以不管特征尺寸的大小无条件约束地使用，为什么？
5. 说明数字集成电路与模拟集成电路在版图上的差别。
五、参考资料
[1] 李乃平，《集成电路制造技术》，华中理工大学出版社，1995。
[2]. Allen, R. E.等著，《CMOS 模拟集成电路设计（第二版）》，电子工业出版社，2005。
电子科技大学 集成电路原理实验模拟集成电路版图设计与验证 王向展
实验报告 课程名称：集成电路原理 实验名称：模拟集成电路版图设计与验证小组成员： 实验地点：科技实验大楼606 实验时间：2017年6月19日 2017年6月19日 微电子与固体电子学院
一、实验名称：模拟集成电路版图设计与验证 二、实验学时：4 三、实验原理 1、电路设计与仿真 实验2内容，根据电路的指标和工作条件，然后通过模拟计算，决定电路中各器件的参数（包括电参数、几何参数等），EDA软件进行模拟仿真。 2、工艺设计 根据电路特点结合所给的工艺，再按电路中各器件的参数要求，确定满足这些参数的工艺参数、工艺流程和工艺条件。 3、版图设计 按电路设计和确定的工艺流程，把电路中有源器件、阻容元件及互连以一定的规则布置在Candence下的版图编辑器内。并优化版图结构。 四、实验目的 本实验是基于微电子技术应用背景和《集成电路原理》课程设置及其特点而设置，为IC设计性实验。其目的在于： 1、根据实验任务要求，综合运用课程所学知识自主完成相应的模拟集成电路版图设计，掌握基本的IC版图布局布线技巧。 2、学习并掌握国际流行的EDA仿真软件Cadence的使用方法，并进行版图的的设计与验证。 通过该实验，使学生掌握CMOS模拟IC版图设计的流程，加深对课程知识的感性认识，增强学生的设计与综合分析能力。 五、实验内容 1、UNIX操作系统常用命令的使用，Cadence EDA仿真环境的调用。
2、根据实验2所得参数，自主完成版图设计，并掌握布局布线的基本技巧。 3、整理版图生成文件，总结、撰写并提交实验报告。 六、实验仪器设备 （1）工作站或微机终端一台 （2）EDA仿真软件1套 七、实验步骤 1、根据实验指导书掌握Cadence EDA仿真环境的调用。熟悉版图编辑器Layout Editor的使用。了解基本的布局布线方法及元器件的画法。 2、根据实验2所计算验证的两级共源CMOS运放的元器件参数如表1所示，在版图设计器里画出相应的元器件，对V+、V-、V out、V DD、GND的压焊点位置合理化放置，通过金属画线将各个元器件按实验2的电路图合理连接，避免跳线。 表 1运放各器件版图参数
本科生课-集成电路版图设计-实验报告
西安邮电大学 集成电路版图设计 实验报告 学号：XXX 姓名：XX 班级：微电子XX 日期：20XX
目录 实验一、反相器电路的版图验证 1)反相器电路 2)反相器电路前仿真 3)反相器电路版图说明 4)反相器电路版图DRC验证 5)反相器电路版图LVS验证 6)反相器电路版图提取寄生参数 7)反相器电路版图后仿真 8)小结 实验二、电阻负载共源放大器版图验证 9)电阻负载共源放大器电路 10)电阻负载共源放大器电路前仿真 11)电阻负载共源放大器电路版图说明 12)电阻负载共源放大器电路版图DRC验证 13)电阻负载共源放大器电路版图LVS验证 14)电阻负载共源放大器电路版图提取寄生参数 15)电阻负载共源放大器电路版图后仿真 16)小结
实验一、反相器电路的版图验证 1、反相器电路 反相器电路由一个PMOS、NPOS管，输入输出端、地、电源端和SUB 端构成，其中VDD接PMOS管源端和衬底，地接NMOS管的漏端，输入端接两MOS管栅极，输出端接两MOS管漏端，SUB端单独引出，搭建好的反相器电路如图1所示。 图1 反相器原理图 2、反相器电路前仿真 通过工具栏的Design-Create Cellview-From Cellview将反相器电路转化为symbol，和schemetic保存在相同的cell中。然后重新创建一个cell，插入之前创建好的反相器symbol，插入电感、电容、信号源、地等搭建一个前仿真电路，此处最好在输入输出网络上打上text，以便显示波形时方便观察，如图2所示。
图2 前仿真电路图 反相器的输入端设置为方波信号，设置合适的高低电平、脉冲周期、上升时间、下降时间，将频率设置为参数变量F，选择瞬态分析，设置变量值为100KHZ，仿真时间为20u，然后进行仿真，如果仿真结果很密集而不清晰可以右键框选图形放大，如图3所示。 图3 前仿真结果 3、反相器电路版图说明 打开之前搭建好的反相器电路，通过Tools-Design Synthesis-Laout XL新建一个同cell目录下的Laout文件，在原理图上选中两个MOS管后在Laout中选择Create-Pick From Schematic从原理图中调入两个器件的版图模型。 使用金属M1层分别将两MOS管的栅端、漏端相连，两个MOS管
模拟集成电路设计方案精粹
模拟集成电路设计精粹 模拟集成电路主要是指由电容、电阻、晶体管等组成的模拟电路集成在一起用来处理模拟信号的集成电路。有许多的模拟集成电路，如运算放大器、模拟乘法器、锁相环、电源管理芯片等。模拟集成电路的主要构成电路有：放大器、滤波器、反馈电路、基准源电路、开关电容电路等。模拟集成电路设计主要是通过有经验的设计师进行手动的电路调试，模拟而得到，与此相对应的数字集成电路设计大部分是通过使用硬件描述语言在EDA软件的控制下自动的综合产生。 模拟集成电路被广泛地应用在各种视听设备中。收录机、电视机、音响设备等，即使冠上了”数码设备”的好名声，却也离不开模拟集成电路。 实际上，模拟集成电路在应用上比数字集成电路复杂些。每个数字集成电路只要元器件良好，一般都能按预定的功能工作，即使电路工作不正常，检修起来也比较方便，1是1, 0是0,不含糊。模拟集成电路就不一样了，一般需要一定数量的外围元件配合它工作。那么，既然是”集成电路”，为什么不把外围元件都做进去呢这是因为集成电路制作工艺上的限制，也是为了让集成电路更多地适应于不同的应用电路。 对于模拟集成电路的参数、在线各管脚电压，家电维修人员是 很关注的，它们就是凭借这些判断故障的。对业余电子爱好者来说，只要
掌握常用的集成电路是做什么用的就行了，要用时去查找相关的资料。我从研究生开始接触模拟集成电路到现在有四年了，有读过“模拟芯片设计的四重境界”这篇文章，我现在应该处于菜鸟的境界。模拟电路设计和数字电路设计是有很大区别的，最基本的是模拟电路处理的是模拟信号，数字电路处理的数字信号。模拟信号在时间和值上是连续的，数字信号在时间和值上是离散的，基于这个特点，模拟电路设计在某些程度上比数字电路设计困难。模拟电路设计困难的具体原因如下： 1.模拟设计需要在速度、功耗、增益、精度、电源电压、噪声、面积等多种因素间进行折中，而数字设计只需在功耗、速度和面积三个因素间进行平衡。 2.模拟电路对噪声、串扰和其他干扰比数字电路敏感得多。 3.随着工艺尺寸的不断减小，电源电压的降低和器件的二级效应对模拟电路比数字电路的影响严重得多，给模拟设计带来了新的挑战。 4.版图对于模拟电路的影响远大于数字电路，同样的线路差的版图会导致芯片无法工作。 我的模拟集成电路设计学习之路是从拉扎维的模拟CMO集成电 路设计这本书开始，这本书在现在工作中还是会去查看，是模拟集 成电路设计的经典教材之一。我首先想谈的就是关于模拟电路设计的相关课程和教材建议。模拟电路设计跟做其他事情一样，首先要学会一些基本的准则、方法和知识点，而经典的模拟电路设计教材就是这些东西的融合体，razavi 的design of analog CMOS integrated circuits ，sansen 的analog design essentials ，
集成电路版图设计小论文
集成电路版图设计 班级姓名学号 摘要：介绍了集成电路版图设计的各个环节及设计过程中需注意的问题，然后将IC版图设计与PCB版图设计进行对比，分析两者的差异。最后介绍了集成电路版图设计师这一职业，加深对该行业的认识。 关键词: 集成电路版图设计 PCB版图设计版图设计师 Abstract Introduces the integrated circuit layout design each link and the problems needing attention in the design process, and then the IC layout design and PCB layout design are compared, analyzed the differences. Finally introduced the IC Layout Designer this occupation, deepen the understanding of the industry. Keywords: integrated circuit layout design PCB layout design the IC Layout Designer 引言: 集成电路版图设计是实现集成电路制造所必不可少的设计环节，它不仅关系到集成电路的功能是否正确，而且也会极大程度地影响集成电路的性能、成本与功耗。近年来迅速发展的计算机、通信、嵌入式或便携式设备中集成电路的高性能低功耗运行都离不开集成电路掩模版图的精心设计。一个优秀的掩模版图设计者对于开发超性能的集成电路是极其关键的。 一、集成电路版图设计的过程 集成电路设计的流程：系统设计、逻辑设计、电路设计（包括：布局布线验证）、版图设计版图后仿真（加上寄生负载后检查设计是否能够正常工作）。集成电路版图设计是集成电路从电路拓扑到电路芯片的一个重要的设计过程，它需要设计者具有电路及电子元件的工作原理与工艺制造方面的基础知识，还需要设计者熟练运用绘图软件对电路进行合理的布局规划，设计出最大程度体现高性能、低功耗、低成本、能实际可靠工作的芯片版图。集成电路版图设计包括数字电路、模拟电路、标准单元、高频电路、双极型和射频集成电路等的版图设计。具体的过程为： 1、画版图之前，应与IC 工程师建立良好沟通在画版图之前，应该向电路设计者了解PAD 摆放的顺序及位置，了解版图的最终面积是多少。在电路当中，哪些功能块之间要放在比较近的位置。哪些器件需要良好的匹配。了解该芯片的电源线和地线一共有几组，每组之间各自是如何分布在版图上的？ IC 工程师要求的工作进度与自己预估的进度有哪些出入？
集成电路版图设计习题答案第九章集成电路版图设计实例
第9章集成电路版图设计实例 【习题答案】 1．版图设计关于数字地和模拟地的考虑事项是什么？ 答：一般的模拟集成电路中，通常既有数字信号又有模拟信号，数字信号和模拟信号之间容易发生干扰。在版图设计过程中，还要考虑地噪声对电路的影响。即在整体版图的设计中，需着重考虑电路噪声问题，按照尽量降低噪声的原则进行电路的整体布局。 首先，在总体版图的布局上，尽量将数字部分远离模拟部分，如果总体电路中模拟部分偏多，则在版图设计中将数字部分放在靠边的位置，而且把模拟部分中最容易被数字干扰的部分放到离数字部分最远的位置，同时在数字部分和模拟部分中间用接地的衬底接触来进行隔离，反之亦然。 其次，采用隔离环设计，对每个单元模块都用一层接地的衬底接触，一层接电源的N阱构成的隔离环来进行隔离。对于整个模拟部分和数字也分别采用相同的隔离环隔离，数字电路的隔离环可以吸收数字电路的衬底噪声，从而可以减少通过衬底串扰到模拟电路的衬底噪声。隔离环包的层数越多，理论上吸收衬底噪声效果越好。但是要避免数字电路的p隔离环紧靠模拟电路的p型隔离环，因为在这种情况下数字地的噪声会串扰到模拟地。从而使模拟地受到干扰。 最后，除了数字模块之外的其它单元模块尽量将距离缩短，这样一方面能尽量地减少互连线经过别的区域引入噪声，同时也能降低引线过长引起电压信号的衰减。 2．总结自己的版图设计技巧和经验。 3. 共质心MOS管设计时的注意事项是什么？ 答：低精度要求可采用一维共质心，高精度要求必须采用二维共质心。共质心设计时需保证MO管的对称性和电流通路的对称性。 4. 静电保护的种类以及版图设计注意事项。 答：常用的二极管式的静电保护分为两种方式，一种是用MOS晶体管连接成二极管形式的静电保护，一种利用CMOS工艺中二极管的静电保护。 在MOS型静电保护版图设计中，主要考虑以下几点： ●MOS管要分成多个管，叉指结构，以便形成多支路共同放电。 ●因为放电瞬间流经MOS管的电流特别大，构成整个放电通路的任何导线的宽度一定要有足够保 证，而且CMOS工艺对于每个接触孔能通过的电流密度还有要求，因此还要保证放电通路导线上孔的数目应尽量多。
Y=(AB(CD))版图设计
成绩评定表
课程设计任务书
目录 1绪论 (1) 1.1设计背景 (1) 1.2 设计目标 (2)
2 C+D）的电路和版图设计 (3) 2.1电路原理图 (3) 2.2 Y=A+B(C+D) 的电路仿真观察波形 (4) 2.3 Y=A+B(C+D) 的版图绘制 (5) 2.4 Y=A+B(C+D) 的版图仿真观察波形 (6) 2.5 LVS检查匹配 (7) 总结 (9) 参考文献 (10) 附录一电路原理图网表 (11) 附录二版图图网表 (11)
1绪论 1.1设计背景 随着集成电路技术的日益进步，使得计算机辅助设计（CAD）技术已成为电路设计师不可缺少的有力工具[1]。国内外电子线路CAD软件的相继推出与版本更新，使CAD技术的应用渗透到电子线路与系统设计的各个领域，如芯片版图的绘制、电路的绘图、模拟电路仿真、逻辑电路仿真、优化设计、印刷电路板的布线等。CAD技术的发展使得电子线路设计的速度、质量和精度得以保证[2]。在众多的CAD工具软件中，Spice程序是精度最高、最受欢迎的软件工具，tanner是用来IC版图绘制软件，许多EDA系统软件的电路模拟部分是应用Spice程序来完成的，而tanner软件是一款学习阶段应用的版图绘制软件，对于初学者是一个上手快，操作简单的EDA软件。 Tanner集成电路设计软件是由Tanner Research 公司开发的基于Windows平台的用于集成电路设计的工具软件。该软件功能十分强大，易学易用，包括S-Edit，T-Spice，W-Edit，L-Edit与LVS，从电路设计、分析模拟到电路布局一应俱全。其中的L-Edit版图编辑器在国内应用广泛，具有很高知名度。 L-Edit Pro是Tanner EDA软件公司所出品的一个IC设计和验证的高性能软件系统模块，具有高效率，交互式等特点，强大而且完善的功能包括从IC设计到输出，以及最后的加工服务，完全可以媲美百万美元级的IC设计软件。L-Edit Pro包含IC设计编辑器(Layout Editor)、自动布线系统(Standard Cell Place & Route)、线上设计规则检查器（DRC）、组件特性提取器（Device Extractor）、
集成电路版图设计
《集成电路版图设计》 课内实验 学院：信息学院 专业班级： 学号： 学生姓名： 指导教师：
模拟集成电路版图设计 集成电路版图是电路系统与集成电路工艺之间的中间环节，是一个不可少的重要环节。通过集成电路的版图设计，可以将立体的电路系统变为一个二维的平面图形，再经过工艺加工还原于基于硅材料的立体结构。因此，版图设计是一个上承的电路系统，下接集成电路芯片制造的中间桥梁，其重要性可见一斑。但是，集成电路版图设计是一个令设计者感到困惑的一个环节，我们常常感到版图设计似乎没有什么规矩，设计的经验性往往掩盖了设计的科学性，即使是许多多年版设计经验的人有时候也说不清楚为何要这样或者那样设计。在此，集成电路版图设计是一门技术，它需要设计者具有电路系统原理与工艺制造方面的基础知识。但它更需要设计者的创造性，空间想象力和耐性，需要设计者长期工作的经验和知识的积累，需要设计者对日异月新的集成电路发展密切关注和探索。一个优秀的版图设计者对于开发超性能的集成电路是极其关键的。在版图的设计和学习中，我们一直会面临 匹配技术 降低寄生参数技术 熟悉电路作用（功能，频率） 电流密度的计算（大电流和小电流的电流路径以及电流流向） 等这些基本，它们也是最重要的问题。 版图的设计，从半导体制造工艺，到最后的后模拟过程都是非常关键
的，里面所涉及的规则有1500——2000条，一些基本问题的解决方法和设计的调理化都将在下面提及。 模拟集成电路版图设计流程： 阅读研究报告 理解电路原理图 了解电路的作用 熟悉电流路径晶大小 知道匹配器件 明白电路中寄生，匹配，噪声的产生及解决方案 对版图模块进行平面布局 对整个版图进行平面布局 熟练运用cadence软件进行版图绘制 Esd的保护设计 进行drc与lvs检查 整理整个过程中的信息时刻做记录 注意在设计过程中的交流
模拟集成电路设计
一电路原理 模拟电路广泛地包含电压基准和电流基准，这种基准是直流量，与电源盒工艺参数的关系很小，但与温度的关系式确定的。在本章中，我们讨论在coms 技术中基准产生的设计，着重于公认的带隙技术。首先我们研究与电源无关的偏执电路和启动问题。接着，阐述与温度无关的基准，研究诸如失调电压的影响等问题。最后，我们给出常数m G 偏置电路。 带隙基准 利用得到的正负温度西数的电压，我们现在可以设计出一个令人呢满意的零温度系数的基准。我们有12ln REF BE T V V V n =?+?，这里ln T V n 是两个工作在不同电流密度下的双极性晶体管的基极和发射极电压之差，我们如何选择呢，因为在室温下，然而，所以我们可以令，选择，使得，也就是，表明零温度系数的基准为 现在让我们来设计一个完成和想家的电路，首先，如图，假设基极电流可以忽略，晶体管是由n 个并列的晶体管单元组成，而是一个晶体管单元。假设我们用某种方法强制相等，那么，即，就可以作为与温度无关的基准。 上述电路需要作两处修改，首先，假如一种电路，保证，其次，适当增大项。这里，放大器以为输入，驱动和的上端，使得店和店稳定在近似相等的电压。基准电压可以再放大器输出端。格局对图的分析，我们有，得到流过右边之路的电流为，一次输出电压为。为了而得到零温度洗漱，必须使。 考虑到与CMOS 工艺的兼容性，我们用pnp 晶体管实现图中的电路。 带隙基准 根据式子ref T V =V +ln BE V n 产生的电压被称为带隙基准，我们将输出电压写为 因此得到，将此式子置为零，并用代替，我们有，如果由此式子得到，我们得到 ，这样额定零温度系数的电压基准就由一些基本数字给出，硅的带隙基准，迁移率的温度指数m,和热电势，因为，当T 趋于零时，所以这里使用带隙这个术语。
集成电路版图设计实验心得
集成电路版图设计实验心得 实验心得，总结：集成电路版图设计是由基本门电路搭建组合而成的大型复杂电路，如果对其中的关键参数不了解就无法进行相应的设计，更别说自己能够将它做好。因此，我们有必要掌握集成电路设计的相关知识与技术，熟悉相关工具软件，学会使用电子技术手段和方法来完成芯片功能设计、版图绘制以及相关的技术文档编写等。下面介绍下此次课程实验的主要内容：一、简单的 CMOS 逻辑模块设计1. CMOS 器件及工作原理二极管：当没有加上反向偏压时，为导通状态，正向导通；在加上反向偏压后，反向阻断，变为截止状态，且耗尽所有能量；当两端都接上负载时，电流经过负载电阻降为0，同时功耗降到最小。二极管有如下特性:(1)结电容，很小（约10^-9法拉，正常情况下为0.7左右）。（2）特性曲线是一条垂直于管子轴线的一条曲线。在静态工作点附近，当二极管加上反向电压后,它可以看成一个一端开路另外一端短路的普通二极管;在整个工作区内它几乎处于完全饱和状态,其电流随着电压增大而迅速增大; 实验心得，总结：集成电路版图设计是由基本门电路搭建组合而成的大型复杂电路，如果对其中的关键参数不了解就无法进行相应的设计，更别说自己能够将它做好。因此，我们有必要掌握集成电路设计的相关知识与技术，熟悉相关工具软件，学会使用电子技术手段和方法来完成芯片功能设计、版图绘制以及相关的技术文档编写等。下面介绍下此次课程实验的主要内容：一、简单的 CMOS 逻辑模块设计1. CMOS 器件及工作原理二极管：当没有加上反向偏压时，为导通状
态，正向导通；在加上反向偏压后，反向阻断，变为截止状态，且耗尽所有能量；当两端都接上负载时，电流经过负载电阻降为0，同时功耗降到最小。二极管有如下特性:(1)结电容，很小（约10^-9法拉，正常情况下为0.7左右）。（2）特性曲线是一条垂直于管子轴线的一条曲线。在静态工作点附近，当二极管加上反向电压后,它可以看成一个一端开路另外一端短路的普通二极管;在整个工作区内它几乎处于完全饱和状态,其电流随着电压增大而迅速增大;当电压减小到某 一值后，电流突然减少，并且这个电流的值为管子特性曲线的斜率，但仍保持原来的电流值不变，在管子轴线上电流不再是一条直线，管子的阻抗发生了翻转，导致其电流迅速下降。因此称之为“雪崩”效应。
版图设计
集成电路版图设计 什么是集成电路版图设计？所谓的集成电路版图设计是根据逻辑与电路功能和性能要求以及工业水平要求来设计芯片制造时光刻用的掩模版图，实现IC设计的最终输出其中版图是一组相互套合的图形，各层版图表示不同的工艺步骤，每层版图用不同的图案表示。DRS和LVS开始前需要做哪些准备？DRC开始前需要准备好版图文件和DRC规则文件，LVS开始前需要准备好版图文件、电路图文件和runset文件 为什么需要进行版图数据处理？在形成整体的版图并通过DRC、LVS的验证后，版图设计过程就完成了，但这个时候的版图GDS数据还不能拿去制作掩模版，还需要对GDS数据进行处理。该版图GDS数据中的层次跟最终模板的层次并不是完全一致的，该版图GDS 数据还需要进行工艺涨缩处理，以满足掩模版制作需求。集成电路设计流程：功能要求、电路设计、电路仿真、版图设计、版图验证、后仿及优化。 光刻工艺流程：底膜处理、涂胶、前烘、曝光、显影、坚膜、显影检测、刻蚀、去胶、最终检验。 工艺要求：特征尺寸、集成度、晶圆尺寸工艺文件夹包含：技术文件、显示文件 DRC步骤：建立DRC运行目录、修改规则文件、导出gds2文件、编译规则文件、执行DRC检查、DRC结构分析 狗骨电阻的优点：能够控制电流走向，使电阻误差减小。 集成电路发展的趋势是什么？制程工艺越来越精细、集成度越来越高、电路功能越来越强大、越来越趋向于智能化 集成电路中的电阻分为哪几种？有扩散电阻、多晶硅电阻、阱电阻 简述为什么尽可能多地设计阱接触？能大大减小寄生电阻的阻值，有效抑制闩锁。 在绘制PMOS版图时，为什么在接触区域进行SN注入？SN注入降低了接触电阻，接触孔容易刻蚀，形成欧姆接触。 简述什么是闩锁效应？闩锁效应是CMOS工艺所特有的寄生效应，严重会导致电路的失效，甚至烧毁芯片。 什么是保护环，保护环的主要作用？能抑制闩锁效应的设计方式就是保护环作用: 1.阻碍少子保护环 2.载流子注入类型为少子 3.保护类型为少子 4.电位保持PN结反偏 5.起分流作用。 在绘制NMOS或PMOS的过程中所使用的CSMC05MS中的几何设计规则？CSMC05MS工艺中的TO层需盖出接触孔的距离最小是0.3微米，CSMC05MS工艺中的有源区上的接触孔W1层应距离多晶硅栅至少0.4微米。 设计规则是什么，包括哪些东西？芯片上物理层的尺寸进而版图设计必须遵守的规则叫做设计规则。包括最小宽度，最小间距，最小包围，最小延伸。 请简单说明LSW窗口中的AV、NV、AS、NS？AV:下方所有图层在编辑区域可见。 NV:下方所有图层在编辑区域都不可见。 AS:下方所有图层在编辑区都可以被选择。 NS:下方所有图层在编辑区都不可以被选择。简述设计库是什么，有什么作用？设计库：根据用户使用需要自行创建。是cds.lib 文件中定义的。一个设计库中可以含有多个单元。合理的设置设计库可以提高文件系统中的设计的可管理性。例如可以将每个项目中的电路放到各自的设计库中 填空题1、版图设计:就是按照线路的要求和一定的工艺参数，设计出元件的图形并进行排列互连，以设计出一套供IC制造工艺中使用的(光刻掩膜版) 的图形，称为版图或工艺复合图。 2、CIW窗口是Cadence软件的（控制）窗口，从菜单栏Tools中可以调用Cadence集成的许多工具，包括电路图设计工程以及版图设计工具等。 3、电路设计也称IC的（前端电路设计）只有当电路设计完成并仿真验证之后才开始下一阶段工序即版图设计，即（后端设计） 4、库管理工具是进行工程设计的重要工具,其中的文件都是按（库）、（单元）和（视图）进行管理的。 5、启动Cadence时输入命令“icfb&” ，命令中带&表示Cadence将在（后台）运行。 6、在设计某个具体芯片项目时，该芯片的设计库需要和流片的FAB厂的（工艺库）关联。 7、代工厂提供的工艺文件一般包括（显示文件）和（工艺文件）两部分。8、CSMCO5MS工艺中的接触孔W1间的最小距离是（0.5）微米。 9、CSMC05MS工艺中的T0层需盖出接触孔的距离最小是（0.3）微米10、CSMCO5MS工艺中的有源区上的接触孔W1层应距离多晶硅栅至少（0.4）微米。 二判断题1大宽长比的晶体管对后级容性负载进行驱动。按照一般的单管布局，需要画成很长的矩形条，这就意味着栅长度的增加，同时栅寄生电阻的阻值也会增加，这就导致了晶体管各个位置的导通时将会同步（X） 2如果是PMOS差分对，则要在相应的N阱上打上N+接触孔，以吸收衬底噪声。N+接触孔的间距越大越好（X） 3解决闩锁效应的办法有很多种，出发点不同，解决的方法也就各异。从降低寄生三极管的增益来看，方法之-可以通过增加NMOS和N阱的距离来达到（√） 4从工艺上讲，SOI(Silicon on Insulator)工艺能从根本上来消除闩锁效应的产生（√） 5CMOS反相器的重要特性是，当输出处于逻辑稳态时，两个MOS管中仅有一个导通。因此在CMOS反相器工作时，电源和地之间是不会有大电流流过的（X） 6CSMCO5MS工艺中是双阱工艺，这就意味着除了N阱TB层应该还有一个P阱P阱层目前没有在层次中显现，这意味着出问题了（X）7在Label框内输入VDD后，点击"Hide"后相应的字母就会粘在鼠标上，用鼠标在金属A1单击后，标注名就会确定下来，同时这个标注名也会显示在光刻版上（X8一般而言，芯片的尺寸越大，其良率就越低（√） 9MOS管的工作频率与沟道长度无关（X） 10版图设计人员一般不会在标准的工艺流程中添加额外的工艺要求（√）11版图设计人员只需要读懂设计规则，没有必要去了解芯片制造工艺及流程（X） 12一般情况下版图设计人员通过计算电阻的方块数就能大致了解电阻的阻（√）14芯片在设计时，仅需考虑设计要求，不需考虑工艺要求（X） 13版图一-般需转换成标准格式GDSII文件输出，然后将此文件交给代工厂进行掩膜制造并最终生产出实际的集成电路（√） 15设计规则中的几何设计规则部分体现了FAB.厂对工艺精度的限制（√） 16FAB厂的掺杂工序所涉及到的掺杂浓度被抽象为几何设计规则中的氧化层厚度来表示（X） 几何设计规则明确了具体工艺参数及由工艺结果抽象出的电学参数（X） CSMCO5MS工艺中的T0层对应的工艺步骤是形成N阱（X） CSMC05MS工艺中的SP层对应的工艺步骤是对有源区进行P型离子注入（√） 硅片有外延层，就能杜绝CMOS电路中的Iatch-up效应（X） CSMCO5MS工艺中的W1层对应的工艺步骤是形成A1层金属与A2层金属之间的过孔（X 接触孔在条件允许的情况下一般是越多越好（√） Virtuoso Layout Editor中菜单栏Options中的Display选项含有版图显示层级这部分内容（√） 在一般情况下，格点控制中X Snap Spacing与Y Snap Spacing的设置以代工厂的规则为依据，取规则中尺寸的最小单位（√） 版图的绘制与原理图编辑的操作不同，不具有显示的层次关系（X）在Virtuoso Layout Editor设置Gravity On中，可以根据需要打开引力或者去掉引力（√）
实验38 模拟集成电路的版图设计
实验38 模拟集成电路的版图设计 模拟集成电路设计是现代集成电路设计的重要组成部分。模拟集成电路的版图设计是模拟集成电路设计环节中的重要关键环节。模拟集成电路版图设计的优劣直接影响着整个集成电路的性能和设计的成败。 本实验要求学生在系统地学习了《半导体物理》、《场效应器件物理》、《模拟集成电路设计》和《集成电路制造技术》等专业知识的基础上，使用Tanner公司设计开发的集成电路版图设计工具Ledit软件，独立完成CMOS模拟集成电路单元的版图设计和布局工作，提高模拟集成电路版图设计和布局能力，强化对模拟集成电路制造技术的理解和知识运用能力，培养学生初步的模拟集成电路版图设计能力。 一、实验原理 1. 模拟集成电路版图中的器件与设计规则 在模拟集成电路中，主要器件有NMOS、PMOS、NPN和PNP晶体管，二极管、电阻和电容等。这些器件在Ledit软件中，实现的方法存在较大差异，但都是遵循器件的定义实现的。器件的定义存储在以.ext为后缀的器件萃取文件中。 在Ledit软件环境下，P型衬底N阱CMOS 2P2M工艺下(两层多晶两层金属)，模拟集成电路版图中器件的设计规则，除去与数字集成电路版图设计中通用的规则外，主要还有：NPN、PNP晶体管设计规则、电容设计规则和电阻设计规则等，表38.1中摘录了这些规则中的部分内容。使用这些设计规则可以实现NPN、PNP、MOS电容和电阻等器件版图。 =1.0μm部分设计规则 表38.1 P型衬底N阱CMOS工艺下， 182
在绘制模拟集成电路版图时，所绘制的各种基本图形尺寸不能小于这些设计规则要求的尺寸，否则将导致设计规则错误。在Ledit软件环境下，完成设计规则检查的功能称为设计规则检查（Design Rule Check，DRC）。在集成电路版图绘制过程中，需要经常性地使用DRC功能来检查版图是否存在错误，这样做可以避免同时有太多违反设计规则的错误产生，决定着版图的完成效率和完成质量。版图的设计规则是最小尺寸要求，将基本图形的尺寸有意绘制大些，DRC 检查不认为是一种设计规则错误，但在整个集成电路中将造成芯片面积的浪费，所以在布局基本图形时，充分考虑器件必要的几何尺寸的同时，应使用尽量小的基本图形尺寸。 2. 模拟集成电路版图图层定义 在Ledit软件环境中，P型衬底N阱CMOS 2P2M工艺条件下，模拟集成电路版图中除去与数字部分定义相同的基本层外，主要还定义有：一层多晶硅电阻识别标记（Poly Resistor ID）、二层多晶硅电阻识别标记（Poly2 Resistor ID）、N 型扩散电阻识别标记（N Diff Resistor ID）、P型扩散电阻识别标记（P Diff Resistor ID）、P型基区电阻识别标记（P Base Resistor ID）和N阱电阻识别标记（N Well Resistor ID）等电阻类基本层；一层多晶硅与二层多晶硅电容识别标记（Poly12 Capacitor ID）、NMOS电容识别标记（NMOS Capacitor ID）和PMOS电容识别标记（PMOS Capacitor ID）等电容类基本层；NPN晶体管识别标记（NPN ID）、P型基区识别标记（P Base）、横向PNP晶体管识别标记（LPNP ID）、横向PNP 晶体管发射极识别标记（LPNP Emitter ID）和二极管识别标记（DIODE ID）等有源器件类基本层。所有识别标记都是电路萃取标记。 使用上述模拟集成电路版图的基本层定义，可以用来制作MOS晶体管、双极晶体管、二极管、电阻和电容等器件。集成电路版图中的基本层就是相关工艺的光刻掩模。图38.1给出了NMOS、PMOS晶体管的纵向剖面结构。图中有源区的不同，充分地说明了N型和P型选择区是重要的有源区掺杂类型识别标记。图中是采用多支晶体管并联结构实现的较大宽长比晶体管。 图38.1 NMOS、PMOS晶体管的纵向剖面结构 图38.2绘出了NPN、PNP晶体管的纵向剖面结构。左侧NPN晶体管存在P 型基区，右侧PNP晶体管中没有类似结构，这正是纵向NPN晶体管与横向PNP 晶体管的一个重要差别。在CMOS工艺条件下，可以同时实现纵向NPN晶体管 183
集成电路版图设计的技巧分析
集成电路版图设计的技巧分析 摘要：集成电路产品只有拥有更小的尺寸和更好的良率才能在市场竞争中脱颖 而出，这就要求版图设计人员拥有更加专业的水平和更高的技能。基于此，本文 主要分析了集成电路版图设计的技巧。 关键词：集成电路；版图设计；布局；技巧 1集成电路版图设计的概述 在集成电路设计的过程中，版图设计是最后一个设计环节，起到一个收尾的作用，是在 前面系统设计、逻辑设计及电路设计的基础上所开展的。集成电路的版图设计包括很多方面，是将电路拓扑为电芯片的必要手段。因为之前的集成电路设计都是在图纸上完成的， 要想将这些设计应用在实际的集成电路芯片上，就必须要对其进行线路布局和版图设计。 2集成电路版图设计流程分析 2.1与电路设计者进行有效沟通 在版图设计开始之前，版图设计师需要跟电路设计师取得良好的沟通。需要了解他对于 工作进度的安排以及对版图面积的要求。知道哪些功能模块在电路中特别重要，哪些器件 需要进行高度的匹配以及哪些模块之间可以就近摆放或者需要进行相应的隔离处理。还包括 要了解电路中哪些是大电流的部分，需要多大的线宽等等一系列版图设计的细节。版图设计 师只有在设计的初始阶段尽可能多的了解和熟悉版图设计中的要点和值得注意的事项，才能 在整个芯片设计过程中更有针对性的进行优化。 2.2全局规划设计 全局规划设计环节决定着相关元件所处的位置和分布方式，一般来讲这一布局设计与已 经成型的电路图很相像，只需要按照每个模块的面积作出相应调整，使其以最紧凑的合理方 式结合在一起。另外，在全局设计中还要注意合理设计焊盘的分布，焊盘的布局原则是在 满足电路内部信号连接的基础上，尽可能减少使用面积和芯片成本。 2.3分层设计 分层设计是在全局规划的基础上，按照从大模块到小模块的设计顺序，将各种功能模块 的电路划分为一个个单元，然后合理的设计这些单元内部的子模块和器件。通过先完成底 层子模块级别的版图设计，再一层一层逐步往上，进一步整合完成最上层的整个集成电路 的版图设计。 2.4版图的验证2.4.1DRC 验证 DRC 是设计规则检查，根据工艺设计规则对版图进行检查，如果发现存在违反设计规则 的地方会在版图上标记，并显示错误的原因。此时，版图设计工程师就要根据提示做出相 应的更改，直到没有DRC 报错为止。在版图设计的最初阶段就要对每个模块进行DRC 验证，以确保每个底层的模块都是符合设计规则的。否则如果等到最上层布局布线完成后，才发现 模块内部有大量的DRC 错误就会很难修改，有的甚至会影响到整个项目的进度。 2.4.2ANT 检查
(实习报告)集成电路版图设计的实习报告
（实习报告）集成电路版图设计的实习报告关于在深圳菲特数码技术有限公司成都分 公司从事集成电路版图设计的实习报告一、实习单位及岗位简介 (一)实习单位的简介 深圳菲特数码技术有限公司成立于2005年1月，总部位于深圳高新技术产业园。深圳市菲特数码技术有限公司成都分公司于2007年10月在成都设立研发中心,位于青羊工业集中发展区B区12栋2楼。菲特数码技术有限公司员工总人数已超过50人，其中本科以上学历占90%。菲特公司拥有一支集嵌入式系统、软件技术、集成电路设计于一体的综合研发团队，其核心人员均是来自各个领域的资深专家，拥有多年成功研发经验，已在手持多媒体，车载音响系统，视频监控等多个领域有所斩获。菲特公司以自有芯片技术为核心原动力，开展自我创新能力，并于2006年申请两项技术专利，且获得国家对自主创新型中小企业扶持的专项资金。 主要项目电波钟芯片设计及方案开发;视频专用芯片设计及监控摄像头方案开发、监控DVR方案开发;车载音响系统方案开发;网络电视、网络电话方案开发。 (二)实习岗位的简介 集成电路版图设计是连接设计与制造工厂的桥梁，主要从事芯片物理结构分析、版图编辑、逻辑分析、版图物理验证、联系代工厂、版图自动布局布线、建立后端设计流程等。版图设计人员必须懂得集成电路设计与制造的流程、原理及相关知识，更要掌握芯片的物理结构分析、版图编辑、逻辑分析、版图物理验证等专业技能。 集成电路版图设计的职业定义为:通过EDA设计工具，进行集成电路后端的版 图设计和验证，最终产生送交供集成电路制造用的GDSII数据。
通常由模拟电路设计者进行对模拟电路的设计，生成电路及网表文件，交由版图设计者进行绘制。版图设计者在绘制过程中需要与模拟电路设计者进行大量的交流及讨论，这关系到电路最终的实现及最终芯片的性能。这些讨论涉及到电流的走向，大小;需要匹配器件的摆放;模块的摆放与信号流的走向的关系;电路中MOS 管、电阻、电容对精度的要求;易受干扰的电压传输线、高频信号传输线的走线问题。而且要确保金属线的宽度和引线孔的数目能够满足要求(各通路的电流在典型情况和最坏情况的大小)，尤其是电源线和地线的宽度。在进行完这些讨论之后，版图设计者根据这些讨论所得到的信息及电路原理图开始着手对版图的绘制，在绘制过程中遇到的问题，比如牵涉到敏感信号的走线，高精度匹配器件的摆放，连接等，都需及时与模拟电路设计者进行讨论，以确保模拟电路设计者的思想及电路能以最好的方式实现。同时版图设计者需要对所采用的代工厂所提供的工艺文件，规制文件有仔细的阅读和理解，并按照这些规则进行版图的绘制。 绘制完成后需要进行DRC，即设计规则检查，以保证所绘制电路可在代工 1 厂的所提供的工艺精度下完成芯片的制造。如有错误则需进行相关修改，直至满足设计规则为止。 完成DRC后需要进行LVS，即版图与电路图的对照，通常根据LVS的规则文件对版图所生成的网表与模拟电路设计者所提供的电路网表文件进行对照，确保版图的物理连接与电路设计者所设计的电路一致，如有错误进行相关修改，直至与电路网表一致为止。 在完成DRC和LVS之后还需进行版图的寄生参数提取，所提取的数据包括寄生电阻，寄生电容，寄生电感(射频电路中会考虑此项)。电路设计者根据这些参数进行后仿真并与原电路的仿真结果进行比较，如有较大差距，则需与版图设计者讨论，交由版图设计者进行修改，直至满足仿真结果为止。
模拟集成电路设计方案流程
模拟集成电路设计流程 模拟集成电路设计主要是通过有经验的设计师进行手动的电路调试模拟而得到，与此相对应的数字集成电路设计大部分是通过使用硬件描述语言在eda软件的控制下自动的综合产生。 数字集成电路和模拟集成电路的区别在于数字集成电路主要是针对数字信号处理的模块。如计算机里的2进制、8进制、10进制、16进制的数据进行处理的集成模块。数字集成电路的运行以开关状态经行运算，它的精度高适合复杂的计算。模拟集成电路主要是针对模拟信号处理的模块。如话筒里的声音信号，电视信号和vcd输出的图象信号、温度采集的模拟信号和其它模拟量的信号处理的集成模块。 模拟集成电路主要是指由电容、电阻、晶体管等组成的模拟电路集成在一起用来处理模拟信号的集成电路。有许多的模拟集成电路，如运算放大器、模拟乘法器、锁相环、电源管理芯片等。模拟集成电路的主要构成电路有：放大器、滤波器、反馈电路、基准源电路、开关电容电路等。模拟集成电路工作在晶体管的三角放大区。 集成电路设计的流程一般先要进行软硬件划分，将设计基本分为两部分：芯片硬件设计和软件协同设计。芯片硬件设计包括：1．功能设计阶段。
设计人员产品的应用场合，设定一些诸如功能、操作速度、接口规格、环境温度及消耗功率等规格，以做为将来电路设计时的依据。更可进一步规划软件模块及硬件模块该如何划分，哪些功能该整合于SOC 内，哪些功能可以设 计在电路板上。 2．设计描述和行为级验证 供能设计完成后，可以依据功能将SOC 划分为若干功能模块，并决定实现这些功能将要使用的IP 核。此阶段将接影响了SOC 内部的架构及各模块间互动的讯号，及未来产品的可靠性。 决定模块之后，可以用VHDL 或Verilog 等硬件描述语言实现各模块的设计。接着，利用VHDL 或Verilog 的电路仿真器，对设计进行功能验证（function simulation，或行为验证 behavioral simulation）。 注意，这种功能仿真没有考虑电路实际的延迟，但无法获得精确的结果。 3．逻辑综合 确定设计描述正确后，可以使用逻辑综合工具（synthesizer）进行综合。 综合过程中，需要选择适当的逻辑器件库（logic cell library），作为合成逻辑电路时的参考依据。 硬件语言设计描述文件的编写风格是决定综合工具执行效率的一个重要因素。事实上，综合工具支持的HDL 语法均是有限的，一
电路版图设计与规则(参考模板)
第三章集成电路版图设计 每一个电路都可以做的很完美,对应的版图也可以画的很艺术，需要的是耐心和细心，当然这需要知识，至少我这么认为。 3.1认识设计规则（design rule） 什么是设计规则？根据实际工艺水平(包括光刻精度、刻蚀能力、对准容差等)和成品率要求，给出的一组同一工艺层及不同工艺层之间几何尺寸的限制，主要包括线宽、间距、覆盖、露头、凹口、面积等规则，分别给出它们的最小值，以防止掩膜图形的断裂、连接和一些不良物理效应的出现。芯片上每个器件以及互连线都占有有限的面积。它们的几何图形形状由电路设计者来确定。（从图形如何精确地光刻到芯片上出发，可以确定一些对几何图形的最小尺寸限制规则，这些规则被称为设计规则） 制定设计规则的目的：使芯片尺寸在尽可能小的前提下，避免线条宽度的偏差和不同层版套准偏差可能带来的问题，尽可能地提高电路制备的成品率。 设计规则中的主要内容：Design Rule通常包括相同层和不同层之间的下列规定： 最小线宽 Minimum Width 最小间距 Minimum Spacing 最小延伸 Minimum Extension
最小包围 Minimum Enclosure 最小覆盖 Minimum Overlay
集成电路版图设计规则通常由集成电路生产线给出，版图设计者必须严格遵守！！！ 3.2模拟集成电路版图设计中遵从的法则 3.2.1电容的匹配 对于IC layout工程师来说正确地构造电容能够达到其它任何集成元件所不能达到的匹配程度。下面是一些IC版图设计中电容匹配的重要规则。 1）遵循三个匹配原则：它们应该具有相同方向、相同的电容类型以及尽可能的靠近。这些规则能够有效的减少工艺误差以确保模拟器件的功能。 2）使用单位电容来构造需要匹配的电容，所有需要匹配的电容都应该使用这些单位电容来组成，并且这些电容应该被并联，而不是串联。3）使用正方块电容，并且四个角最好能够切成45度角。周长变化是导致不匹配的最主要的随机因素，周长和面积的比值越小，就越容易达到高精度的匹配。在需要匹配的电容之问使用相同的单位电容就能够最大可能的实现匹配。
结合晶体管版图效应分析的模拟集成电路设计
结合晶体管版图效应分析的模拟集成电路设计 刘博;张金灿;张雷鸣;刘敏 【摘要】为了实现模拟集成电路版图设计的自动化,提出一种称为金属-氧化物-半导体场效应晶体管阵列的版图布局方法.90 nm/1.2 V互补式MOS的测试元件组(TEG)芯片被开发用以实验采样,芯片搭载多种导电沟道分割形式的多指栅晶体管,晶体管在电路的版图设计中以不同的布局形态呈现.这些晶体管的电气参数被测试并抽取,用以分析和评价其直流性能.以二级模拟运算放大器为实验电路,分别采用晶体管阵列和全定制方式进行版图设计,从工艺波动性和版图面积两方面进行对比.成品实测结果表明:以晶体管阵列方式实现共源共栅运放电路时,10枚TEG芯片的平均失调电压为4.48 mV,对比手工版图的5.59 mV,抗波动性能约提升了20％,显示了晶体管阵列版图设计方法的有效性. 【期刊名称】《河南科技大学学报（自然科学版）》 【年(卷),期】2019(040)002 【总页数】7页(P50-56) 【关键词】模拟集成电路;版图效应;工艺波动;多指栅MOS晶体管 【作者】刘博;张金灿;张雷鸣;刘敏 【作者单位】河南科技大学电气工程学院,河南洛阳471023;河南科技大学电气工程学院,河南洛阳471023;河南科技大学电气工程学院,河南洛阳471023;河南科技大学电气工程学院,河南洛阳471023 【正文语种】中文
【中图分类】TN386;TN40 0 引言 模拟集成电路在数模混合片上系统(system on chip,SoC)中扮演着连接自然世界重要接口的角色。随着半导体器件尺寸的不断缩小，由制造工艺的偏差造成器件电气参数的特性波动更加显著，工艺波动已成为影响模拟集成电路性能的重要因素之一。从集成电路生产加工的角度，通过优化电路版图并改进工艺技术以消减工艺波动影响的方法，在近期的研究中偶有提出。文献[1]提出结合可消减工艺波动影响的光 学邻近效应校正(optical proximity correction，OPC)方法以实现版图图形的重构，在降低版图复杂度的同时，提升了掩膜版的制造精度。文献[2]分析了横向扩散金 属-氧化物-半导体晶体管的热载流子受浅槽隔离(stress of trench isolation，STI)应力的影响，及其造成功率器件性能波动的机理，通过器件仿真对波动趋势进行了科学量化和建模。目前，与工艺波动相关的研究多集中在新型半导体材料制备、器件和电路结构失配[3]、互联线建模[4-5]等领域。文献[6-7]通过仿真实验和实测对90 nm工艺下的晶体管器件版图结构进行了研究，对其引起电路性能波动的影响 做了定量表征和数学建模。由于实验成本高、周期长等原因，目前，针对版图结构及其物理效应引起晶体管器件特性波动的机理研究仍然较少。 从电路设计及其自动化的角度，工艺波动也是造成模拟电路及其版图设计的复杂度和开发成本急剧增加的重要原因之一。为提高设计效率，模拟版图设计自动化技术一直是计算机辅助设计(computer aided design,CAD)领域的研究热点[8]。针对 由工艺偏差引入的器件失配、寄生波动等不良效应，文献[9]通过设置合理的布局 约束实现关键器件组对的对称或共质心布局，有效降低了工艺的线性梯度，消减了器件失配对电路性能的影响。除布局约束外，文献[10]提出基于信号路径约束的数模混合集成电路的版图自动生成技术，在器件布局的同时，为避免布线寄生的失配