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沧海拾珠_savas

已有 371 次阅读| 2023-12-12 14:09 |个人分类:笔记|系统分类:芯片设计| Layout

该笔记由Savas Tseng提供


█CORE管为啥不能直接接电源地(DUM管子除外、这里指的是当CORE做电容的时候)

    可靠性方面的考虑,在静电放电情况下,有可能会造成栅氧化层击穿,所以,当gate需要连接到电源或者地上时,使用tieh  或 tiel单元连接

█Finfet工艺 格点要在fin上(2层mask)

█FinFET技术:随着设备尺寸的缩小,在较低的技术节点,例如22nm的,具有在沟道长度,面积,功率和工作电压的缩放比例,短沟道效应开始变得更明显,降低了器件的性能。为了克服这个问题,FinFET就此横空出世。

█LVT:低阈值这种库的漏电流较大,但是延迟较小

█SVT:标准阈值居于两者中间

█HVT:高阈值这种库的漏电流小,但是延迟大(HVT有些工艺可能会对多加一层掩膜)

█在关键路径上最好用LVT的库,考虑到降低功耗,最好用HVT的库

█DMEXCL   metal dum       BLK

█DVIAEXCL  via dum         BLK

█INDDMY    电感metal dum  BLK

█Native管子(有效隔离噪声?)通过NTN不生成阱,只能做在衬底上,衬底掺杂浓度低,载流子少,电阻就大,噪声什么的就不容易进来。噪声也是信号,也是要通过载流子的流动才能搞事情。.

█Latchup 原理及解决方法

    Latch up最易产生在易受外部干扰的I/O电路处,也偶尔发生在内部电路。

    Latch up是指cmos晶片中,在电源power VDD和GND之间由于寄生的PNP和NPN双极性BJT(Bipolar Junction Transistor)相互影响而产生的低阻抗通路,它的存在会使VDD和GND之间产生大电流。随着IC制造工艺的发展,封装密度和集成度越来越高,产生Latch up的可能性会越来越大。

    Latch up产生的过度电流量可能 会使芯片产生永久性的破坏。

█Latch up的原理分析:

    Q1为垂直PNP BJT,基极(B)是nwell,基极到集电极(C)的增益可达数百倍。

    Q2是一侧面式NPN BJT,基极为p_sub,到集电极的增益可达数十倍。

    Rwell是nwell的寄生电阻;Rsub是substrate的寄生电阻。

    以上四元件构成可控硅(SCR)电路,当无外界干扰未引起触发时,两个BJT处于截止状态。集电极电流是集电极(C)到基极(B)的反向漏电流构成,电流增益非常小,此时latch up不会产生。当其中一个BJT的集电极电流受外部干扰突然增加到一定值时,会反馈至另一个BJT,从而使两个BJT因触发而导通,VDD至GND之间形成低阻抗通路,latch up产生。

█产生Latchup的具体原因

    ① 芯片一开始工作时VDD变化,导致nwell和p_sub间寄生电容中产生足够的电流,当VDD变化率大到一定地步,会引起latch up。

    ② 当I/O信号变化超出VDD——GND的范围里,有大电流在芯片中产生,也会导致SCR的触发。

    ③ ESD静电加压,可能会从保护电路中引入少量带电载子到well或sub中,也会引起SCR触发。

    ④ 当很多驱动器同时动作,负载过大,使power和gnd突然变化,也有可能打开SCR的一个BJT。

    ⑤ Well侧面漏电流过大。

█防止Latchup的方法

    ① 在sub上改变金属的掺杂,降低BJT的增益。

    ② 避免source和drain的正向偏压。

    ③ 增加一个轻掺杂的layer在重掺杂的sub上,阻止侧面电流从垂直BJT到低阻sub上的通路。

    ④ 使用guard ring:P+ ring环绕nmos,并接GND。N+ ring环绕pmos,并接VDD。一方面可以降低Rwell和Rsub阻值,另一方面可阻止载子到达BJT的基极。如果可能,可再增加两圈ring。

    ⑤ Sub contact和well contact应尽量靠近source,以降低Rwell和Rsub的阻值。

    ⑥ 使nmos尽量靠近GND,pmos尽量靠近VDD,保持足够的距离在pmos和nmos之间降低引发SCR的可能。

    ⑦ 除I/O处需要采取防latch up的措施外,凡接I/O的内部mos也应圈guard ring。

    ⑧ I/O处尽量不使用pmos(nwell)

    ⑨ 另外,对于电路较复杂的版图,例如LCD driver等有升压的电路,在启动之间,很多电压都是不定的,这样更容易引起latch up的可能,这时,可以在P、N器件之间,插入更深的well或埋层。

█Power clamp作用:

    钳位和泄放ESD电流。

    当然越多越好,关键是位置要放对。

█高频就意味着RC小,寄生电容不能大,电阻小,所以一般用高层。具体值还要通过后仿真。减少跳线是因为跳线会带来电阻的不一致,信号会出现断点,不连续,毛刺。

█p+环,和N+环,和衬底相同的就是多子,反之就是少子。

█STI效应影响管子的阈值电压Vth和驱动电流Id,而PMOS的Id随OD长度增大而减小,NMOS的Id随OD长度的增大而增大,(当然,OD长到一定程度后,Id趋于饱和,开始保持不变)所以,PMOS管的OD共用、NMOS管的拆分,会在一定程度上降低管子的驱动电流,管子不需要那么高的电流就可以驱动工作了,电路的性能就变好了。

█加DNW就是将RW和大衬底分隔开,独立出一个单独的衬底区域,可以提供单独的电位(比如说自偏管),加DNW的主要作用是隔离低频噪声,噪声频率越高,DNW的隔离作用越小。对于产生噪声的模块,加DNW可以抑制噪声的传播。同理,对噪声敏感的模块可以通过加DNW来隔离噪声

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