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1、模拟设计流程模拟设计流程数字设计流程数字设计流程注意数字电路与模拟电路流程的区别，要会简答电路流程。注意数字电路与模拟电路流程的区别，要会简答电路流程。 第三部分：版图的准备3. DRC文件3.1 DRC:Design Rule Check，设计规则检查。 3.2 DRC程序了解有关你工艺的所有必需的东西。它将着手仔细检查你所有布置的一切。5/1000=0.005DRC文件 第三部分：版图的准备4. LVS文件4.1 LVS: layout versus schematic，版图与电路图对照。4.2 LVS工具不仅能检查器件和布线，而且还能确认器件的值和类型是否正确。MOS管管 书书19421
2、8 （包括书后习题）（包括书后习题）MOS管剖面图第二部分：版图设计基础 MOS管 1) NMOS管NMOS管，做在P衬底上，沟道为P型，源漏为N型 2) 包括层次：NIMP，N+注入DIFF，有源区Poly，栅M1，金属CONT，过孔 3) MOS管的宽长确定 第二部分：版图设计基础PMOS管以TSMC，CMOS，N单阱工艺为例PMOS管，做在N阱中，沟道为N型，源漏为P型包括层次：NWELL，N阱PIMP，P+注入DIFF，有源区Poly，栅M1，金属CONT，过孔MOS管的宽长确定采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆
3、度，保持熔接部位干净无污物MOS管采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物CMOS闩锁效应 源漏区相对于衬底正偏时，会向邻近区域的反偏PN结注入少子，相邻的NMOS和PMOS相互交换少子发生闩锁效应。 CMOS器件的寄生双极晶体管被触发导通，在电源和地之间存在一个低阻通路，产生大短路电流，导致无法正常工作，甚至烧毁。芯片闩锁芯片闩锁 测试测试 每个管脚上施加正向或者负向的测试电流脉冲，芯片上电，电流脉冲从小到100mA，最大到250mA，电流施加之前和之后测量电源电流，如果不近似相等，则不能通过测试采
4、用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物当N阱或者衬底上的电流足够大，使得R1或R2上的压降超过0.7V，就会使Q1或者Q2开启。例如Q1开启，它会提供足够大的电流给R2，使得R2的压降达到0.7V，R2也会开启，反馈电流给Q1，形成恶性循环，导致大部分的电流从VDD直接通过寄生晶体管到GND，而不是通过MOSFET的沟道。CMOS闩锁效应采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 CMOS闩锁效应 避免源漏区域
5、的正向偏压； 增加Guard ring（保护环）：P+ ring环绕NMOS并接地；N+ ring环绕PMOS并接VDD，可以降低阱和衬底的电阻值，也可阻止载流子到达寄生BJT的基极； 衬底接触和阱接触尽量靠近源极，以降低阱和衬底的阻值； 使NMOS尽量靠近GND，PMOS尽量靠近VDD，NMOS和PMOS间加大距离 除在I/O处需采取防Latch up的措施外，凡接I/O的内部mos 也应圈guard ring。 I/O处尽量不使用pmos(nwell)采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物MOS
6、晶体管结构 并行的叉指不仅使对宽长比的调整更加便利，而且由于相邻的部分共享源、漏叉指，从而节约了面积。 相邻源/漏叉指的合并也使寄生结电容的减小达到50。最外面叉指作为源区，可以降低漏区一个叉指，降低寄生电容Cgd采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 3. CMOS 版图使用了合并器件从而节约了面积且减小了电容。 一个简单的二输入与非门（NAND）的版图。 PMOS阱共用，漏区共用，阱接触共用，NMOS共用MOS晶体管结构采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管
7、材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 可以看出数字标准单元设计的规则： 电源线上方，地线下方，所有单元高度相同，便于首尾相连，可以使阱相互交叠，每个单元必须包括阱接触和衬底接触采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物MOS匹配 书213大尺寸比小尺寸晶体管更匹配，大尺寸降低了局部不规则的影响长沟道比短沟道更匹配，因为长沟道降低沟道调制效应。方向一致比方向不一致更匹配，因单晶硅各向异性MOS电压匹配，需要栅源电压匹配，如差分对输入管；MOS电流匹配，如电流镜采用PP管及配件：根据给
8、水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物匹配因素栅极面积阈值电压的失配和栅极面积的平方根成反比采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物匹配因素栅氧化层厚度薄栅氧化层匹配优于厚氧化层晶体管工艺尺寸的缩写，改善了VT的失配，因为氧化层越薄，跨导越大，有效阈值电压降低。采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物匹配因素沟道长度调制效应晶体管系统失配
9、与漏源电压差成正比，与沟道长度成反比，可增加沟道长度若需要进一步降低沟道调制，可以采用共源共栅结构，采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物匹配因素方向晶体管跨导取决于载流子迁移率，在不同方向下，晶体管表现不同的应力敏感性。为避免应力影响，匹配晶体管取一致方向。采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物匹配因素扩散和刻蚀效应多晶硅刻蚀速率不一致，开口越大，速率越快， 中等精度的匹配，要求增加虚拟晶体管，虚拟晶体
10、管栅极与源相连采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物有源区上栅极接触孔引起的失配如果在有源区上的栅氧上的多晶栅加接触孔，会引起较大的失配，硅化物可能会穿透多晶硅栅，极大地改变氧化层附近多晶硅栅的功函数应将接触孔置于场氧化层的上方采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物沟道附近的扩散区 深扩散区会影响附近MOS管的匹配，扩散区结的尾部延伸，如BICMOS的深N侧阱和NBL要远离匹配MOS沟道CMOS工艺中N阱
11、应与NMOS间隔一定距离PMOS应距离N阱边缘一定距离，防止横向扩散对阱浓度的影响NMOS比PMOS匹配更好可能由于背栅掺杂的变化，埋层沟道的存在，以及方向的应力效应采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物匹配因素氢化作用在退火过程中，氢渗入氧化层中，到达氧化层-硅界面处，消除硅的悬挂键，深扩散区会影响附近MOS管的匹配，如果其上有金属，则阻碍了氢的分布。如果MOS上方金属图形不同，则会造成电流失配。所以尽量不要在MOS栅上走金属线采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角
12、切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物匹配因素热效应和应力1氧化层的厚度梯度2 应力梯度 影响载流子迁移率，但对阈值电压没有影响，通过共质心版图实现匹配3 热梯度 阈值电压随温度-2mV/，MOS电流匹配与阈值电压关系不大，取决于尺寸采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物MOS的共质心布局的共质心布局 书书214共质心可以消除梯度的影响采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物实例图
13、图9.37采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物二维交叉耦合可以分成两个部分，并对角分布，图图8.41 图图9.36采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物MOS匹配规则1）一致性 匹配器件质心应近似一致，尽量重合2）对称性 阵列应相对于X轴和Y轴对称，应该是用阵列中各单元的位置对称3）分散性 阵列应具有最大程度的分散性，器件的各组成部分均匀分散在阵列中。4）紧凑性 阵列应尽可能紧凑，接近正方形5）方向性采
14、用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物MOS 晶体管的匹配规则晶体管的匹配规则1）低度匹配漏极电流失配几个百分点，用于实现对精度没有特殊要求的偏置电流网络2）中等匹配典型失调电压为5mV，或者漏极电流失配小于1%。用于非关键运算放大器和比较器的输入级，未经修正的失调值为10%。3）精确匹配典型失调电压为1mV，或者漏极电流失配小于0.1%。需要经过修正，需要对温度变化进行补偿或者只在有限的温度范围内满足要求采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保
15、证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物MOS 晶体管的匹配晶体管的匹配 1）采用相同的叉指图形长宽相等 2）采用大面积的有源区W*L，失配和面积平方根成反比 3）对于电压匹配，保持较小的Vgst 值可通过增加W/L 4）对于电流匹配，保持较大的Vgst 值0.3V 5）采用薄氧化层器件代替厚氧化层器件采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 6）使用晶体管的方向一致补偿应力 7）晶体管应相互靠近降低梯度的影响 8）匹配晶体管的版图应尽可能紧凑宽晶体管应分成多个叉指，避免细长结构 9）如果可能，应采用共
16、质心版图结构精确匹配的应采用交叉耦合对形式 10）避免使用极短或者极窄的晶体管采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 11）在晶体管的末端放置陪衬（虚拟）段 12）把晶体管放置在低应力梯度区域中等匹配和精确匹配的应与芯片边缘间隔至少250um 13）匹配晶体管应与功率器件距离适当 14）有源栅区上方不能放置接触孔 15）金属布线不能穿过有源栅区 16）使所有深扩散结远离有源栅区 17）精确匹配晶体管应放置在芯片的对称轴上 18）不要让NBL 阴影与有源栅区相交 19）用金属条连接栅叉指 20）尽量使
17、用NMOS 晶体管而非PMOS 晶体管。采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物Guard Ring！Guard Ring 必须封闭应该采用后者噪声抑制保护环 开关感性负载的器件在正常工作时会产生极大的瞬间能量，这些瞬态不仅会引起闩锁，也会向敏感电路注入噪声，高频MOSFET的栅极驱动会遇到栅导线谐振引起的严重瞬变。所以MOSFET栅极驱动和感性负载驱动的输出电路必须仔细使用电子保护环屏蔽以减小噪声耦合和闩锁敏感度。采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边
18、旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物Coaxial ShieldingM3M2SignalM1M2GND！绕线时，先走Shielding结构，再绕其他线！如果需要shielding结构，请电路设计者事先告知via2via1噪声抑制屏蔽采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物Differential SignalA：B：AB：！差分输入对管的输入信号线要按最小间距走！差分输入对管的输入信号线要按最小间距走差分输入对管要尽量精确匹配差分输入对管要尽量精确匹配噪声抑制差分结构采用PP管及配件：根
19、据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物Decoupled Power RailsQuietV+V-Noise大耦合电容大耦合电容 除非特别说明，该电容不必在版图设计开除非特别说明，该电容不必在版图设计开始时即确定大小、位置，通常在版图最终拼始时即确定大小、位置，通常在版图最终拼整图时，利用整图时，利用“边角余料边角余料”空隙画上即可。空隙画上即可。噪声抑制去耦电容采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物Stacked Powe
20、r RailsM3M2M1GNDGNDVDD小电容 层叠电源线和地线，会形成许多小电容层叠电源线和地线，会形成许多小电容对于高频噪声的泄放很有用对于高频噪声的泄放很有用 在做在做cell ring时，除非工艺方有特定要时，除非工艺方有特定要求，往往都做成电源线与地线层叠的形式：求，往往都做成电源线与地线层叠的形式：方便方便ESD走线走线增大寄生电容。增大寄生电容。噪声抑制去耦第二部分：版图设计基础1)反向器2)NMOS，PMOS3)金属连线4)关于Butting Contact部分器件反相器、与非门、或非门的版图 书223227与非门、或非门可能是二或三输入给版图画电路图、给电路图画版图为何一
21、个晶体管要多个叉指结构？ 书204采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物电阻电阻 书书132144WLRWdLRS采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 薄层导体的电阻薄层导体的电阻R 与与L/W成正比，当成正比，当L=W时，有时，有R=/d。 定义比例系数定义比例系数/d 为方块电阻为方块电阻(用用R表示表示)，单位，单位为欧姆。为欧姆。 2、方块电阻、方块电阻WLRWdLRS电阻阻值电阻阻值=R 方块
22、数方块数 R表示一个正方形材料的薄层电阻表示一个正方形材料的薄层电阻,它与正方形它与正方形边长的大小无关边长的大小无关, 只与半导体的掺杂水平和掺杂区只与半导体的掺杂水平和掺杂区的结深（即材料厚度）有关。的结深（即材料厚度）有关。R=/d R= RL/W采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物3、电阻版图、电阻版图（1）基本电阻版图）基本电阻版图电阻的长度为两引线孔之间的材料长度或电阻器件体区长度电阻的长度为两引线孔之间的材料长度或电阻器件体区长度采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用
23、管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物（2）折弯型电阻版图大电阻）折弯型电阻版图大电阻注意，拐角处方块数只计算注意，拐角处方块数只计算1/2采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物电阻电阻包括包括 多晶电阻多晶电阻（高阻、低阻（高阻、低阻） 扩散电阻（有源区电阻）扩散电阻（有源区电阻） 阱电阻阱电阻 金属电阻金属电阻Silicide ：淀积在多晶硅或者扩散区的表面，减小形成MOS管的多晶硅和扩散区的寄生阻抗，由硅和金属混合而成，可以降低多晶硅电阻和扩散区电阻的
24、阻值（10倍左右）采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物多晶电阻版图电阻类型PolySiO2M1Poly电阻形成MOS管栅极的多晶硅作电阻，方块电阻较大：200-1000/采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物阱电阻版图电阻类型N阱N+N+SiO2M1阱电阻因为阱是低掺杂, 方块电阻大, 可以用阱来做大阻值的电阻；方块电阻约为10K/，电阻精度差，温度系数高，电压系数采用PP管及配件：根据给水设计图配置好
25、PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物扩散区电阻版图电阻类型N+P-sub扩散区电阻：形成源漏区的扩散层来形成扩散区电阻，特性同双极工艺中的发射极扩散电阻；采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物5、阱电阻和扩散电阻 阱是轻掺杂区，电阻率很高，可作大电阻，但精度不高。阱是轻掺杂区，电阻率很高，可作大电阻，但精度不高。 阱电阻两端要重掺杂做接触孔阱电阻两端要重掺杂做接触孔 有源区可以做电阻和沟道电阻有源区可以做电阻和沟道电阻(在两层掺杂区之间的中
26、间掺在两层掺杂区之间的中间掺杂层，例如杂层，例如npn中的中的p型区型区)。有源区电阻（扩散电阻）采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 阱电阻和扩散阱电阻和扩散电阻电阻要考虑衬底的电位，将P型衬底接最低电位，N型衬底接最高电位，使电阻区和衬底形成的PN结反偏。 例如，P+电阻做在N阱内，除电阻两端有接触孔外，阱内要增加接最高电位的接触孔。采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物（4）接触电阻）接触电阻 以
27、多晶硅电阻为例，电阻材料与外界相连的金属以多晶硅电阻为例，电阻材料与外界相连的金属接触材料同样有电阻接触材料同样有电阻n总电阻总电阻=体电阻体电阻+接触电阻（两个端口电阻）接触电阻（两个端口电阻）n应尽量应尽量多做引线孔多做引线孔采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物电阻版图设计技巧电阻版图设计技巧 保持体区最小宽度，只改变体区长度而改变电阻值 大电阻体区过长，使用多条小值电阻串联 一个模块中用于串联、并联成大电阻的小值电阻尺寸相同 掌握单位电阻串并联形成所要求的匹配电阻！掌握单位电阻串并联形成所要
28、求的匹配电阻！采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物MOS集成电路中的集成电路中的电容电容 书书147155平板电容器的电容表示式： C = oox/toxWL =C0WL o、ox、tox由材料性质以及绝缘层的厚度决定，绝缘层越薄单位电容越大。 式中W和L是平板电容器的宽度和长度，二者的乘积即为电容器的面积。 电容电容 1) 电容值计算 C=L*W*C02) 电容分类： poly电容 MIM电容电容 基于单位面积电容值 MOS电容电容 源漏接地，基于栅电容，C=W*L*CoxMIM电容版图MOS电
29、容版图采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物1、MIM电容电容下极板下极板上极板上极板MIM（金属（金属-绝缘层绝缘层-金属电容）金属电容）采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物2、PMOS电容电容采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物3 PIP电容多晶-绝缘层-多晶电容 采用PP管及配件：根据给水设计图配置好
30、PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 4 叠层电容器 MOM 利用metal1或第二层多晶硅覆盖在第一层多晶硅之上形成第三层极板，增大电容值。5 金属金属-多晶硅多晶硅-扩散区电容扩散区电容采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物失配的原因失配的原因-随机变化随机变化面变化面变化增大面积，减小失配增大面积，减小失配面积失配kms 两个电容匹配两个电容匹配 匹配电容的较小者对失配起主要作用，匹配电容的较小者对失配起主要作用，避免使用大的电容比率
31、避免使用大的电容比率采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物电阻匹配电阻匹配工艺随机变化工艺随机变化 面变化面变化1ksWR 失配随机失配和电阻平方根成反比随机失配和电阻平方根成反比随机失配和电阻宽度成反比随机失配和电阻宽度成反比适当增加电阻宽度，使用串并联适当增加电阻宽度，使用串并联100k100k和和10k10k的匹配的匹配10k10k由由20k20k的电阻并联，失配可降低的电阻并联，失配可降低1/21/2两个等值等宽度匹配电阻的情况两个等值等宽度匹配电阻的情况采用PP管及配件：根据给水设计图配置
32、好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物2、工艺偏差工艺偏差电阻宽度的选择：电阻宽度的选择：设宽度为2um 和4um的电阻：若多晶硅刻蚀造成W=0.1um，则实际宽度比为(2.1)/(4.1)=0.512，造成2.4%的失配。因此，匹配电阻采用相同宽度消除工艺误差匹配电阻采用相同宽度消除工艺误差 采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物电阻长度的选择：电阻长度的选择：设长度为20um 和40um的电阻若多晶硅刻蚀造成L=0.2um，则实际长度比
33、为(20.2)/(40.2)=0.503，造成0.5%的失配。因此，把匹配电阻分成相同尺寸的电阻段消除工艺误差把匹配电阻分成相同尺寸的电阻段消除工艺误差 2、工艺偏差、工艺偏差分成分成2段段，则实际长度比为(20.2)/(20.2+20.2)=0.5采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物4 刻蚀速率的变化 多晶电阻由刻蚀多晶形成，刻蚀速率取决于多晶硅开孔的大小，越大刻蚀剂进入多，速度越快，大开孔边缘处刻蚀更严重，使得距离很远 的多晶硅图形比近距离的图形宽度小。增加虚拟增加虚拟dummy电阻电阻，虚拟
34、电阻虚拟电阻 间距相同，可以很窄，间距相同，可以很窄，不连接或者接地（消除电荷积聚）不连接或者接地（消除电荷积聚） 采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物4 刻蚀速率的变化-电容 多晶硅电容类似，将虚拟电容放置在电容周围，采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物共质心版图 匹配器件分成几个相同的部分，摆放成对称结构，器件的质心位于穿过阵列的对称轴的交叉点共质心版图是为了克服共质心版图是为了克服 扩扩散、长氧
35、、温度、应力等散、长氧、温度、应力等的梯度的梯度采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物共质心版图 ABA结构2:1： ABAB，因为质心不完全对准，质心间距使得器件易受应力诱发失配的影响。采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物匹配电阻 电阻方块不小于5个，10个以上最好； 把分段串联或并联； 选择合适叉指结构选择合适叉指结构； 确定公因子，10k和25k，最大公因子5k，可以分成7个5k的电阻段。采用PP
36、管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物各个电阻分成相同的段各个电阻分成相同的段Two in seriesTwo in parallelFour in parallel采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物共质心版图规则 一致性：一致性：匹配器件的质心尽量一致对称性阵列的排布应关于X轴Y轴对称分散性：分散性：阵列应具有最大可能的分散性，器件的各段应均匀分布在阵列中紧凑型：紧凑型：应尽可能紧凑，最好是正方形采用PP管
37、及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物二维共质心阵列二维对称轴，更好地消除梯度作用二维对称轴，更好地消除梯度作用称之为称之为交叉耦合对交叉耦合对，电阻很少排列成交叉耦合对，电容、电阻很少排列成交叉耦合对，电容、MOS管经常采用管经常采用采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物12 静电影响 静电场会引起载流子的耗尽和积累， 电阻容易受到电压调制的影响， 电容受周围电场耦合会引起电容值变化 静电场也能把噪声耦合到匹配电
38、阻和电容阵列的高阻节点。采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物电压调制扩散电阻可能随着隔离岛和电阻体区电压差的变化而变化 保持隔离岛-体区的电压差相同，即可消除失配，如果电阻等值，偏压相同，就放置在同一隔离岛内。 采用方块电阻较小的电阻，电压调制也较小 多晶电阻无隔离岛采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 不连接匹配电阻的走线不能从电阻上穿过，不仅耦合噪声，而导线和电阻间的电场会调制电阻的电导率， 电导
39、调制的因素 （1）导线和下面电阻的电压差 （2）氧化层厚度和交叠面积采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物静电屏蔽 屏蔽层插在金属和电阻之间 屏蔽层接地，屏蔽层的衰减作用随频率增高而降低，采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物器件匹配规则 1低度匹配低度匹配 1%的失配，的失配，6到到7位分辨率，一般模拟应用，如电位分辨率，一般模拟应用，如电流镜。流镜。 2中度匹配中度匹配 0.1%的失配，的失配，9到到
40、10位的分辨率，带隙基准源，位的分辨率，带隙基准源，运算放大器比较器的输入级。运算放大器比较器的输入级。 3精确匹配精确匹配 0.01%的失配，的失配，9到到10位的分辨率，精密位的分辨率，精密A/D，D/A转换器，电容比电阻容易实现。转换器，电容比电阻容易实现。低匹配比较容易，低匹配比较容易，叉指结构可实现中等匹配叉指结构可实现中等匹配精确匹配很难实现精确匹配很难实现采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物电阻匹配规则 书141 1.匹配电阻用同一种材料构成工艺、温度 2.匹配电阻宽度相同系统失配，
41、不同宽度可通过串并联实现 3.电阻足够大随机失配和面积平方根成反比，小电阻是失配的主要来源，可并联实现小电阻 4.匹配电阻足够宽 低度匹配，宽度为最小宽度的150%，中度为200%，精确匹配为400%。采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物电阻匹配规则 5.尽量使用相同的电阻图形具有相同长度和宽度，否则易产生1%以上的失配。 6.沿同一方向摆放匹配电阻电阻一般水平或垂直摆放 7.匹配电阻临近摆放失配随间距增加而增加，精确匹配应采用叉指结构 8.阵列电阻采用叉指结构阵列化电阻采用叉指结构，产生共质心结
42、构，宽长比不大于3:1，电阻段长是宽的10倍以上采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 9.在电阻阵列两端增加虚拟器件把虚拟电阻接到低噪声的低阻节点 10.避免电阻段太短精确匹配电阻段方块数不小于5，多晶电阻总长度不小于50um 11.消除热电效应，偶数对 12.匹配电阻放在低应力区域 避免放在芯片四个角，高应力区域采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 13匹配电阻远离功率器件功耗大于50mW为功率器件
43、，精确匹配电阻放在主功率器件的对称轴上，距离不能小于200um 14精确匹配电阻沿芯片对称轴摆放 15.若扩散电阻，考虑隔离岛调制 尽量使用多晶硅电阻 16.分段电阻好于折叠电阻 低度匹配电阻可使用折叠电阻采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物电阻匹配规则 17.优先采用多晶硅电阻多晶硅电阻比扩散电阻窄很多，较小的宽度失配不会增加 18.淀积电阻放在场氧之上淀积电阻包括多晶穿过场氧阶梯时，变化增加，不应穿过氧化层阶梯或表面不连续处 19.考虑采用场板和静电屏蔽精确匹配电阻可在其上面放上静电屏蔽层采用
44、PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 20.避免匹配电阻上的无关走线不与电阻连接的导线不要排布在电阻上方，以避免引入应力诱发失配和氢化作用，消除噪声耦合，除非静电屏蔽层，尤其注意高速数字信号线 21避免匹配电阻功耗过大 匹配电阻的功耗会产生热梯度，精确匹配电阻，功耗大于12uW/um2，窄电阻上的大电流会速度饱和和非线性采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物二 电容匹配规则 书153结电容精度低，氧化层电容
45、精度高 1.匹配电容图形相同保持相同尺寸，如果两电容尺寸不同，由小的单位电容并联而成，单位电容不能串联， 2.精确匹配电容应采用正方形周长面积比越小越好，最好取正方形 3.匹配电容大小适当CMOS工艺中，正方形电容最佳尺寸在20-50um之间采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 4.匹配电容相邻摆放构成宽长比尽可能小的矩形阵列 5.匹配电容置于场氧化层上氧化层表面不连续会引起电介质发生变化，应远离沟槽和扩散区边缘 6.匹配电容上极板接高阻节点电路的高阻节点连接电容的上极板， 比连接到下极板的寄生电
46、容小，如果衬底噪声严重，在电容下极板增加阱，连接干净的模拟电压，作为静电屏蔽层。采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 7.阵列外围增加虚拟电容虚拟电容可以屏蔽横向静电场，消除刻蚀速率，无需相同宽度，虚拟电容的两极板连在一起防止静电积聚 8.对匹配电容进行静电屏蔽 9.交叉耦合电容阵列通过交叉耦合减小氧化层梯度、应力梯度和热梯度影响，质心必须对准。采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 10.考虑与电容相
47、连的导线电容每个单位电容最小宽度的导线连接上极板，保持每个电容的导线电容相等。 11.不要在没有进行静电屏蔽的电容上走线导线和极板间的电容将引起匹配电容失配 12.优先使用厚氧化层电容厚氧化层电介厚度失配比例小。采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 13.电容放在低应力区域避免放在四个角，中央应力最小，从中央到边缘的一般的距离内应力小 14.匹配电容远离功率器件距离功耗250mW以上功率器件200-300um 15.沿芯片对称轴放置精确匹配电容电容对应力的敏感度小于电阻，在（100）硅上，使阵列的
48、对称轴与芯片对称轴中一条平行。采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物失效机制 电过应力（EOS）是指由对器件施加过大电压或电流而引起的失效。 版图预防措施可以减小4 种常见类型EOS 失效发生的可能性：静电泄放（静电泄放（ESD）、电迁徙、介质击穿及天线效应天线效应。采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物ESD静电放电 书165168 什么是静电 静电将导致栅击穿 对ESD敏感的芯片存储于静电屏蔽包装中，
49、烙铁、静电鞋和腕带接地，加湿器可减小静电积累 静电泄放是由静电引起的一种电过应力形式。通过特殊的测试可测出集成电路对ESD的敏感度。常见的3 种测试结构称为人体模型、机器模型和充电器件模型。采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物因ESD产生的原因及其对集成电路放电的方式不同，经过统计，ESD放电模型分下列四类:(1) 人体放电模式 (Human-Body Model, HBM)(2) 机器放电模式 (Machine Model, MM)(3) 组件充电模式 (Charged-Device Model
50、, CDM)(4) 电场感应模式 (Field-Induced Model, FIM)另外还有两个测试模型：(5)对于系统级产品测试的IEC电子枪空气放电模式(6)对于研究设计用的TLP模型采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物影响 静电泄放引起几种不同形式的电损坏，包括介质击穿、介质退化和雪崩诱发结漏电。在极端情况中，ESD 放电甚至可以蒸发金属层或粉碎体硅。 对连接到栅的管脚，小于50V的电压几纳秒可击穿MOS晶体管的栅氧，并不可逆。使晶体管栅和衬底短路。 有时可能只是介质受损，并未击穿，经过长