MOSFET版图设计
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反相器的版图绘制一、前言反相器是数字电路中实现逻辑非的逻辑门,其输出电压的逻辑电平与输入电压相反。
反相器在电路中很多应用,比如音频放大、时钟振荡器等。
反相器既可用晶体管来构成,也可由CMOS来充当,这里我们研究的是由一个NMOS器件与一个PMOS器件组成的最简单的CMOS反相器。
CMOS反相器由一个NMOS 器件与一个PMOS器件构成,NMOS与PMOS的栅极连接在一起作为CMOS反相器的输入端,NMOS与PMOS的漏极相连接作为CMOS反相器的输出端,NMOS与PMOS的源极分别接地与接高电平。
二、反相器的版图绘制过程1、前期准备在绘制版图之前,必须要做一些前期准备工作。
首先就是在candence软件中为我们接下来要进行的设计建一个library与一个cell。
然后我们要根据设计好的版图来计算版图中各部分的尺寸大小。
对于反相器的版图绘制过程来说,就是确定NMOS与PMOS的器件长度与宽度,器件中接触孔、金属、多晶硅的尺寸以及其与有源区的相对位置。
2、版图绘制对于CMOS反相器的版图,可以将其两个主要部分——NMOS与PMOS,然后便是两个器件之间的连接部分、NMOS源极接地部分与PMOS源极接高电平的部分以及反相器的输入、输出端。
Ⅰ)、NMOS部分首先进行NMOS部分的版图绘制。
选中n型有源区ndiff,按快捷键R画一个宽4.8um,高3.6um的矩形(如图1所示)。
然后选中多晶硅poly,按快捷键P画一个宽0.6um,高4.2um的矩形多晶硅区,接着按K键,从有源区左边缘拉一条2.1um的标尺,从有源区的上端和下端各向外拉一条长0.6um的标尺,再根据标尺移动多晶硅,使其左边缘距有源区的左侧2.1um,且多晶硅上、下边缘分别超出有源区的上、下边缘0.6um(如图2所示)。
接着选中接触孔contact,画出四个长宽均为0.6um的矩形,将其分别放置到四个角,使其距有源区两侧都为0.9um(如图3所示)。
第5章MOS集成电路的版图设计第五章 MOS 集成电路的版图设计根据⽤途要求确定系统总体⽅案——〉⼯艺设计(根据电路特点选择适当的⼯艺,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)——〉电路设计 (根据电路的指标和⼯作条件,确定电路结构与类型,依据给定的⼯艺模型,进⾏计算与模拟仿真,决定电路中各器件的参数(包括电参数、⼏何参数等)——〉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硅⽚上,绘制出相互套合的版图,以供制作各次光刻掩模版⽤)——〉将GDSII 或CIF 数据包发给Foundry ,⽣成PG 带,制作掩模版——〉⼯艺流⽚——〉中测,划⽚封装,终测5.1 MOS 集成电路的寄⽣效应 5.1.1 寄⽣电阻MOS IC 尤其是Si 栅MOS 电路中,常⽤的布线⼀般有⾦属、重掺杂多晶硅(Poly-Si )、扩散层和难熔⾦属(W 、Ti 等)硅化物⼏种。
由于其特性、电导率的差异,⽤途也有所不同。
随着器件电路尺⼨按⽐例不断缩⼩,由互连系统产⽣的延迟已不容忽略,并成为制约IC 速度提⾼的主要因素之⼀。
1、互连延迟长互连情况下,寄⽣分布阻容⽹络可等效如图5-1所⽰。
其中:r ,c ——单位长度的电阻、电容(Ω/m 、F/m )L ——连线总长度图5-1 寄⽣分布阻容⽹络等效电路若令:d ——连线厚度;W ——连线宽度;ρ——电阻率 ox t ——连线间介质厚度;ρ扩散层 = 1/(N µq ) 则: Wd r ?=ρoxox t Wc ?=ε(5-1)节点i 的电位V i 响应与时间t 的关系: Lr V V V V t V L c ??---=+-)()(1i i i 1i i (5-2)当?L →0,有: 22x Vdt dV c r ??=?? (5-3)近似处理,求解得: ]2)1([)()(2+=N N L c r V out τ(5-4)若 ∞→?=L L N ,则有: 2out L c r V ??=τ(5-5)注意:此时,若按集总模型处理:即将整个长连线等效为⼀总的R 总、C 总,则:2oxox out )(L c r t WL Wd L C R V ??===ερτ总总(5-6)图5-2 集总模型等效电路可见,与分布⽹络分析情况差1/2的关系,⽽与实际测试相⽐,分布模型更为接近。