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Ein Geräteanpassungsverfahren für den CMOS-Analog-Schaltungsentwurf
Jan 17, 2018

Aufgrund der Unsicherheiten und zufälligen Fehler oder Gradientenfehler werden einige der Röhren, die in der Theorie genau gleich sind und tatsächlich abweichend sind, in dem Prozess der Verarbeitung integrierter Schaltungen erzeugt. Diese Abweichung wird als Gerätefehlanpassung bezeichnet. Die Eigenschaften analoger Schaltungen werden stark von den Fehlanpassungseigenschaften beeinflusst. Die genaue Beschreibung der analogen Schaltungen ist für das Design analoger Schaltungen von großer Bedeutung. Mit der kontinuierlichen Entwicklung der Halbleitertechnologie und der Verringerung der Verarbeitungsdimension führt die durch die Verteilung von Prozessparametern verursachte Verteilung der Vorrichtungsstruktur und der elektrischen Parameter direkt zu einer Nichtübereinstimmung der Bauelemente und zu einer Verringerung der Ausbeute. Daher ist die durch die Verteilung von Prozessparametern verursachte Komponentenfehlanpassung ein Faktor, der beim Layoutentwurfsprozess berücksichtigt werden muss. In diesem Artikel werden die Entwurfsregeln für die Geräteanpassung für das Layoutdesign analoger Schaltungen vorgestellt, und es werden die Fähigkeiten und Methoden von Anpassungselementen wie Transistoren, Widerständen und Kondensatoren im analogen Schaltungslayoutdesign erläutert.


1. Entwurfsmethode des grundlegenden Geräte-Layout-Abgleichs

Die CMOS-Analogschaltung erzeugt hauptsächlich einige sehr genaue Spannungs- und Stromsignale. In diesen analogen Schaltungen gibt es einige Hochspannungs- und große Stromsignale. Der Einfluss einiger Rauschquellen auf einige empfindliche Signale ist der Schlüssel des Schaltungsentwurfs. Zur gleichen Zeit haben sich einige analoge Schaltungen in der Richtung von niedriger Spannung, kleinem Strom und hoher Geschwindigkeit entwickelt, nachdem sie in den tiefen Submikrometer-Prozess eingetreten sind. Daher ist es sehr wichtig, wie das genaue Layout gezeichnet wird, um es der Simulation der analogen Schaltung anzupassen. In dieser Arbeit wird hauptsächlich der grundlegende Anpassungsmodus von Röhre, MOS-Röhre, Widerstand und Kapazität bei der Konstruktion eines analogen Schaltungslayouts vorgestellt.


1.1 Geräte-Layout-Übereinstimmung

Anpassungsregeln können Layouter dabei helfen, eine genaue Breite und Länge von Transistoren in analogen Schaltungen und genaue Widerstands- und Kapazitätswerte zu erreichen, so dass der Chip von analogen Schaltungen eine sehr gute Funktion hat.


1.1.1 Übereinstimmungsregel

Die übereinstimmenden Regeln der Form und Richtung des analogen Schaltungslayouts sind die gleichen, und das Layout einiger empfindlicher Geräte sollte ebenfalls den Regeln des Layoutabgleichs folgen. Im Allgemeinen sollten die Entwurfstechniken der Komponentenanpassung in den folgenden Aspekten berücksichtigt werden:

(1) Elementgröße: Die Unregelmäßigkeit des kleinen Geräts führt zur Abweichung des Geräts. Durch Erhöhen der Größe kann der Übereinstimmungsprozentsatz zwischen den beiden übereinstimmenden Elementen erhöht werden. Wenn die Größe jedoch zu groß ist, werden einige parasitäre Effekte, wie beispielsweise eine parasitäre Kapazität, erhöht.

(2) Richtung: Die Differenz des Querprozesses (Diffusionsgradient, Temperaturgradient, Abweichung der Maskenausrichtung usw.) bewirkt die Anpassung des Geräts. Wenn die Komponente nahe ist und die Richtung konsistent ist, kann die Fehlanpassung, die durch den Prozessquerfehler verursacht wird, verringert werden. Die besten übereinstimmenden Elemente sollten die gleiche Form, die gleiche Größe, den dichten Cluster und die gleiche Richtung haben.

(3) Temperatur: Das Vorhandensein von Leistungsdissipationselementen auf Chips verursacht eine Fehlanpassung von Komponenten, da die Verlustleistung von großen Widerständen oder großen Bauelementen Temperaturgradienten auf dem Chip verursacht. Zum Beispiel wird die Sperrschichttemperatur einer Hochleistungsvorrichtung ein paar Grad höher als die von anderen Vorrichtungen sein, und der umgekehrte Sättigungsstrom des Bipolartransistors hängt stark von der Temperatur ab. Daher sollten die Geräte, die in der Layoutgestaltung übereinstimmen müssen, der Wärmequelle entsprechen, insbesondere für die Schlüsselkomponenten in der Schaltung, wie die Differentialentladungsröhre.

(4) Kontaktlochposition: manchmal passt eine Kontaktlochposition des Geräts zu dem schlechten, wie in der Figur gezeigt, ist der Widerstand sattelförmig, wenn sich die Kontaktlochabweichung aufgrund des Prozessniveaus bewegt, ein Widerstand zunimmt, während ein anderer Widerstand verringert sich, was zu einem zwei Widerstand führt, der den Unterschied in der Konstruktion variabel anpasst, um die Verwendung dieser Widerstandsform zu vermeiden.

1.jpg

(5) Metalldraht: unter Berücksichtigung der Reflexion und Beugung des Lichts, um die Abweichung des Zwischenprozesses zu reduzieren, sollte die Situation um die Schlüsselfiguren in etwa gleich sein, um die Größe der von der Belichtung betroffenen Schlüsselgrafik zu vermeiden.


Zum Beispiel erfordert der Transistor eine hohe Anpassungsgenauigkeit, um Metalldrähte durch den aktiven Gate-Bereich zu lassen; führen durch den Transistor Anpassungsgenauigkeit ist nicht hoch, aber die Notwendigkeit, eine (virtuelle) Draht, so dass die Leitung der gleichen Länge entlang des Kanals von der gleichen Stelle in jedem passenden Array-Teil.