07版VLSI系统设计3.ppt

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1、电子科学与工程学院电子科学与工程学院VLSI系统设计系统设计第三章第三章 工艺与设计接口工艺与设计接口 3.1 设计与工艺接口问题设计与工艺接口问题3.1.1 基本问题基本问题工艺线选择工艺线选择 一条成熟的工艺线，各个工艺的参数都是一定的，一条成熟的工艺线，各个工艺的参数都是一定的，一般不允许轻易变更，而这些参数往往就成为我们设计一般不允许轻易变更，而这些参数往往就成为我们设计的制约因素。有时，我们不得不考虑：的制约因素。有时，我们不得不考虑：这条工艺线对我这条工艺线对我的设计是否合适。的设计是否合适。1电子科学与工程学院电子科学与工程学院3.1.2 设计的困惑设计的困惑 应用萨方程应用萨方

2、程:迁移率取多少呢？栅氧化层厚度取何值呢？迁移率取多少呢？栅氧化层厚度取何值呢？VTN多大多大呢？还有，沟道长度调制因子会是多大呢？呢？还有，沟道长度调制因子会是多大呢？衬偏效应衬偏效应:上升、下降时间上升、下降时间:阈值电压阈值电压VT、导电因子导电因子K、电容电容CL如何取值呢如何取值呢？迁移率比值迁移率比值 版图设计：版图设计：似乎只能画一个多晶硅栅的图形似乎只能画一个多晶硅栅的图形 .2电子科学与工程学院电子科学与工程学院3.1.3 设计与工艺接口设计与工艺接口 设计需要的参数可以分为两大类：电学设计参数，设计需要的参数可以分为两大类：电学设计参数，几何设计参数几何设计参数。电学设计参

3、数用于电路设计与分析；电学设计参数用于电路设计与分析；几何设计参数提供设计者一组最小设计尺寸。这些设计几何设计参数提供设计者一组最小设计尺寸。这些设计参数提供给电路、系统的设计师作为设计的依据。参数提供给电路、系统的设计师作为设计的依据。如何证明工艺线所完成的制作参数与提供给设计师如何证明工艺线所完成的制作参数与提供给设计师的一致呢？的一致呢？PCM（Process Control Monitor）3电子科学与工程学院电子科学与工程学院3.2 工艺抽象工艺抽象 3.2.1 工艺对设计的制约工艺对设计的制约 最小加工尺寸对设计的制约最小加工尺寸对设计的制约 电学参数对设计的制约电学参数对设计的制

4、约 标准工艺流程对特殊工艺要求的制约标准工艺流程对特殊工艺要求的制约 3.2.2 工艺抽象工艺抽象 掺杂浓度的描述掺杂浓度的描述 氧化层厚度的描述氧化层厚度的描述 薄膜参数描述薄膜参数描述 阈值电压描述阈值电压描述 工艺综合效应的描述工艺综合效应的描述 版图设计规则的描述版图设计规则的描述 电学设计规则电学设计规则几何设计规则几何设计规则4电子科学与工程学院电子科学与工程学院3.3 电学设计规则电学设计规则 3.3.1 电学规则的一般描述电学规则的一般描述 5电子科学与工程学院电子科学与工程学院3.3.2 器件模型参数器件模型参数 一个模型参数的例子一个模型参数的例子：6电子科学与工程学院电子

5、科学与工程学院7电子科学与工程学院电子科学与工程学院3.3.3 模型参数的离散及仿真方法模型参数的离散及仿真方法 1.参数偏差的描述方法参数偏差的描述方法 五种模型：五种模型：TT（typical model）模型模型SS（Slow NMOS Slow PMOS model）模型模型FF（Fast NMOS Fast PMOS model）模型模型SF（Slow NMOS Fast PMOS model）模型模型FS（Fast NMOS Slow PMOS model）模型模型8电子科学与工程学院电子科学与工程学院9电子科学与工程学院电子科学与工程学院2.仿真仿真 10电子科学与工程学院电子科

6、学与工程学院3.4 几何设计规则几何设计规则3.4.1 几何设计规则描述几何设计规则描述 11电子科学与工程学院电子科学与工程学院12电子科学与工程学院电子科学与工程学院3.4.2 一个版图设计的例子一个版图设计的例子 13电子科学与工程学院电子科学与工程学院3.5工艺检查与监控工艺检查与监控-PCM测试图形测试图形14电子科学与工程学院电子科学与工程学院PCM（Process Control Monitor）的概念的概念PCM数据数据 PCM提供一组测试结构，通常放在分布在整个圆片（提供一组测试结构，通常放在分布在整个圆片（Wafer）的的划片槽内或以测试图形组（与芯片大小相近）形式分布在圆

7、片上。划片槽内或以测试图形组（与芯片大小相近）形式分布在圆片上。所设计的测试结构应包括一套完整的电参数测试。各用户可以根所设计的测试结构应包括一套完整的电参数测试。各用户可以根据需要选则若干图形进行测试。据需要选则若干图形进行测试。这些测试参数应与产品的器件模型、电路性能模型可靠性模型和这些测试参数应与产品的器件模型、电路性能模型可靠性模型和成品率模型等具有明确的相关性。成品率模型等具有明确的相关性。PCM应可以作为所有相关产品和性能的分析应用。应可以作为所有相关产品和性能的分析应用。附加的参数也能够被包括以满足特殊用户的需求。附加的参数也能够被包括以满足特殊用户的需求。15电子科学与工程学院

8、电子科学与工程学院16电子科学与工程学院电子科学与工程学院17电子科学与工程学院电子科学与工程学院PCM的作用的作用检验图形加工质量检验图形加工质量评估工艺参数评估工艺参数提取器件的电学参数提取器件的电学参数提取分布（寄生）参数提取分布（寄生）参数18电子科学与工程学院电子科学与工程学院 PCM的构成的构成检验图形加工质量的测试图形检验图形加工质量的测试图形检验工艺控制参数的测试图形检验工艺控制参数的测试图形提取器件电学参数的测试图形提取器件电学参数的测试图形提取分布（寄生）参数的测试图形提取分布（寄生）参数的测试图形其它检测图形其它检测图形19电子科学与工程学院电子科学与工程学院本章阐述设计与工艺接口：本章阐述设计与工艺接口：工艺对设计的制约工艺对设计的制约工艺抽象工艺抽象几何设计规则几何设计规则工艺抽象工艺抽象电学规则、器件模型电学规则、器件模型工艺监控与参数提取工艺监控与参数提取PCM20