集成电路由多层组成,每层用光刻工艺由光掩膜加以确定。制造集成电路时用的掩膜上的几何图形就是版图,版图是集成电路对应的物理层。本文将简单介绍对版图的认识,是根据版图提取电路的初始步骤。
1.版图标识的分析
提取电路的前提是要正确识别版图,知道版图所表达的芯片信息。在接触版图的初步要知道该芯片的生产工艺,例如该芯片是一层金属结构采用P 型衬底的Bi-CM O S 双阱工艺。接下来工作的任务就是要识别版图的表示层。知道每一层所代表的工艺结构。一般来讲。有些必需层次是人所共知的:比如说第14 层是PA D ,第13 层是M etal1,第12 层是Contact1。Poly 一般会以第七层或者第八层进行表示。这些熟知的规定和惯例,不同公司是不同的。其次出于版图的视觉可观性和个人习惯的考虑要对已有版图颜色和形式设置进行修改。例如可以将层次作了如下设置:与P 型杂质相关的设置为绿色只是填充图案不同例如阱设为淡色格式,与N 型杂质相关的设为蓝色。多晶硅设置为实心紫色。铝线由于覆盖较广而设置称为无填充的粉色。引线孔设为实心红色。
2.压焊快的分析确立
电路提取是根据压焊点的确立而提出的。知道了电路的输入输出才可以做到有的放矢。所以要首先分析出各个引脚的含义才可以进行由外向里有目的的电路提取。例如,在一款Bi-CO M S 电路中。可以版图中根据M O S 管的引线分析,很容易得到G N D 和V cc 压焊点。进而进行初步的版图提取。在初步提取过程中将G N D 和V cc 电源线用特殊图标表示出来。这样更有利于电路的提取和芯片功能分析。对于电路中常用的测试焊点若分析出来也要一并提出, 这样以利于版图的进一步修改和有利于芯片生产的后期测试工作。
3.Label号的标注
在提电路之前要进行Label的标注: 即判断出是器件还是电阻、电容等。并用第零层进行标注。标注的符号,字母选择以及字母大小写的规定也是因公司而异。这样更利于以后对版图的对照和修改。
4.电路的分块提取
电路提取是分块进行的。在版图上有很多结构相似的单元位置相近。因此根据位置关系和结构的相似性将整个版图分成若干部分。从电路设计方面来看,功能一致的电路部分要相邻以达到最好的功能对称性。在电路中距离较近的两个部分也要将版图设计在一个单元当中以避免过长的金属走线带来的寄生效应。因此要将版图分成几块来进行电路提取。
5.器件的尺寸标注
在版图基础上将提取出来的器件进行尺寸标注。将这些器件进行测量后填入电路图中的参数项,这样才可以仿真。在对尺寸标注要参考的标准:三极管测量发射极的面积并除以100μm 2,其比值添在qn[]的中括号里,M O S 管测量栅极的宽(W )、长(L)以及条数( M ) ,电容测量其有效面积。
1)电阻、电容类型的确定
要确定无源元件电阻,电容的值必须要对方块电阻值和单位电容值进行确定。确定方块电阻值的首要任务是要确定电阻的类型。例如:可以确定该电路的电阻为基区电阻R b 和注入电阻R i。由于在实际的生产工艺中电阻有几乎10% 的阻值浮动, 所以将方块电阻精确到个位是不可取的。例如可将扩散电阻的方块电阻值设定为130Ω/□。注入电阻采用低浓度的杂质注入而形成, 因而可以达到较高的方块电阻值根据仿真结果与技术资料的数值对照,例如将R i近似为1000Ω/□。确定单位面积电容的值首先就是确定电容的类型。例如电容是Poly 和N -W ell的接触电容。然后根据工艺经验值和后面模块的工作要求将单位面积电容进行赋值。上例就可以将单位面积电容值定2p,而在电路中的体现就是Cm =2p( Cm 是自定义的单位面积电容表示法) 。
2)电阻阻值计算
熟练的掌握了电阻的测量方法和阻值计算方法之后才可以对版图中形状各异的电阻进行测量和电阻相关的参数填写。阻值精确才可以对电路性能进行精确仿真,尤其是模拟电路部分。注入电阻阻值的计算方法R =R i(L/W )。这样,完整的电路图就从版图中提取出来了。基于各种齐备参数的基础上我们就可以进行电路仿真了。
与其它的集成电路CAD 工具相比, 版图电路提取还显得很不成熟。虽然许多版图电路提取方法和提取器被提出来, 但与现代的电路设计能力相比, 版图电路提取还是显得力不从心。因此, 随着集成电路的发展, 版图提取的重要性也将越来越