VLSI超大規(guī)模集成電路：process rule

工藝規(guī)則3.1工藝對設(shè)計的制約與工藝抽象

一條成熟的工藝線，各個工藝的參數(shù)都是一定的，一般不允許輕易變更，而這些參數(shù)往往就成為我們設(shè)計的制約因素。有時，我們不得不考慮：這條工藝線對我的設(shè)計是否合適。最小加工尺寸和集成度對設(shè)計的制約

工藝加工的精度（最小加工尺寸）限制了器件設(shè)計的最小尺寸、電路的最高工作頻率。工藝線的最大加工面積限制了設(shè)計的規(guī)模。標(biāo)準(zhǔn)工藝流程對特殊工藝要求的制約

工藝參數(shù)對設(shè)計的制約

第一個重要的參數(shù)是器件的閾值電壓第二個重要的參數(shù)是雜質(zhì)層的電阻第三個重要的參數(shù)是單位面積的電容值

閾值電壓是決定系統(tǒng)電性能的基本參數(shù)，電阻、電容是決定VLSI系統(tǒng)動態(tài)性能的重要參數(shù)。3.1.1工藝對設(shè)計的制約3.1.2工藝抽象

設(shè)計實踐要求將工藝抽象成設(shè)計者熟悉的電學(xué)參數(shù)，將工藝線的加工精度抽象成一個具體的規(guī)則-----設(shè)計規(guī)則這樣的抽象構(gòu)成了工藝與設(shè)計的接口。

借助于這個接口，電路與系統(tǒng)的設(shè)計者不需要了解工藝的具體細(xì)節(jié)，工藝制作者不需要了解電路與系統(tǒng)的細(xì)節(jié)。設(shè)計者遵循接口規(guī)定進(jìn)行設(shè)計，制作者保證工藝達(dá)到接口規(guī)定的參數(shù)。圖3.1方塊電阻

R=

R=8R□R□=

R=

R□1.摻雜濃度的描述

為材料的電阻率，單位是ohm.cm（方塊電阻，sheetresistance）1.摻雜濃度的描述

氧化層厚度的描述氧化層厚度的直觀描述是單位面積電容

主要參數(shù)：場區(qū)單位面積電容和柵氧化層單位面積電容

薄膜參數(shù)描述

在薄膜參數(shù)中，最重要的參數(shù)是多晶硅電阻。當(dāng)多晶硅是作為柵的時候，它的電阻關(guān)系到近端和遠(yuǎn)端的信號強度問題。當(dāng)多晶硅是作為電阻應(yīng)用時，它的方塊電阻是設(shè)計計算的依據(jù)。當(dāng)多晶硅作為“橋”使用時，它的電阻就是信號線上附加的串聯(lián)電阻。4.閾值電壓描述

MOS晶體管閾值電壓場區(qū)閾值電壓5.工藝綜合效應(yīng)的描述

3.2設(shè)計規(guī)則

3.2.1幾何設(shè)計規(guī)則

P阱圖形有源區(qū)圖形P場區(qū)注入圖形多晶硅圖形P+區(qū)圖形N+區(qū)圖形接觸孔圖形金屬引線圖形版圖分解設(shè)計規(guī)則的具體數(shù)據(jù)形式：兩種描述方法：一是給出一個最小單位λ，幾何設(shè)計規(guī)則中的其它所有數(shù)據(jù)都以λ的倍數(shù)表示，如3λ，λ是最小溝道長度L的一半，只有λ是具體的數(shù)值。這種描述方法稱為λ設(shè)計規(guī)則；二是用具體的數(shù)值進(jìn)行描述，數(shù)值單位是微米，所以稱為微米設(shè)計規(guī)則。3.2.2電學(xué)設(shè)計規(guī)則

3.2.3設(shè)計規(guī)則在VLSI設(shè)計中的應(yīng)用

如果用手工設(shè)計集成電路或單元，幾何設(shè)計規(guī)則是圖形編輯的依據(jù)，電學(xué)設(shè)計規(guī)則是分析計算的依據(jù)。在計算機輔助和自動設(shè)計技術(shù)中，幾何設(shè)計規(guī)則是設(shè)計系統(tǒng)生成版圖和檢查版圖錯誤的依據(jù)，電學(xué)設(shè)計規(guī)則是設(shè)計系統(tǒng)預(yù)測電路性能（仿真）的依據(jù)。在任何的集成電路計算機輔助設(shè)計或自動設(shè)計系統(tǒng)中，都有描述這兩個設(shè)計規(guī)則的文件，如果設(shè)計規(guī)則不準(zhǔn)確，用設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計和分析的結(jié)果也一定是不準(zhǔn)確的。因此，在采用一個設(shè)計系統(tǒng)的時候，首先要確認(rèn)這兩個