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Methode des IC-Layout-Designs und Beispiele
Jan 11, 2018

1. Layout-Design-Methode

Die Layout-Design-Methode kann aus verschiedenen Blickwinkeln klassifiziert werden. Wenn der Grad der Automatisierung nach dem Grad der Gestaltung aufgeteilt wird, kann die Layout-Design-Methode in 2 Kategorien unterteilt werden: manuelles Design und automatisches Design. Die Entwurfsmethode kann in zwei Kategorien unterteilt werden, vollständige benutzerdefinierte Anpassung und Semi-Anpassung, wenn sie gemäß der Beschränkung des Layouts und der Verdrahtungsstelle und der Begrenzung der Layout-Module aufgeteilt werden. Für das vollständige benutzerdefinierte Entwurfsmuster gibt es 3 Arten von CAD-Tools, die ihm dienen: interaktive grafische Bearbeitung von geometrischen Figuren, Symbolmethode und automatisches Layout von Blockblöcken. Für das Beispiel des Layout-Designs des bipolaren Operationsverstärkers wird die L-Edit-Software der Firma Tanner verwendet. Dies ist ein interaktiver grafischer Editor, der auf Mikrocomputern weit verbreitet ist. Der Designer verwendet einen interaktiven Grafikeditor, um den Computer zu öffnen und die manuell erstellten Skizzen zu bearbeiten. Daher wird diese Methode auch als manuelle Entwurfsmethode klassifiziert. Da die manuelle Konstruktionsmethode zu Missverständnissen führt, muss das Layout nach der Bearbeitung des Layouts überprüft werden. Die Layout-Verifizierung umfasst die Überprüfung der Entwurfsregeln DRC, die Überprüfung der elektrischen Regeln ERC, die Layoutparameter-Extraktion LPE, das Layout und die schematische Kontrastprüfung LVS. Natürlich können diese Validierungen von L-Edit durchgeführt werden.


2. Designregel

Schaltungsentwickler wollen im Allgemeinen, dass die Schaltung so kompakt wie möglich gestaltet wird. Aber der Technologieingenieur möchte ein High-Yield-Prozess sein. Entwurfsregeln sind die Kompromisse, die beide erfüllen. Entwurfsregeln sind gute normative Dokumente. Er listet die Mindestbreiten von Komponenten (Leiter, aktive Bereiche, Widerstände usw.), den zulässigen Mindestabstand zwischen benachbarten Komponenten, die erforderlichen Überlappungen und andere Größen auf, die mit einem bestimmten Prozess übereinstimmen. Für einen Prozess bei der Bestimmung der Design-Regeln, die Faktoren der Maskenausrichtung, Maskenfilm, nichtlineare Biegung und externe Diffusion (laterale Diffusion), Oxidwachstumsprofil, laterales Bohren, optische Auflösung und ihre Beziehung mit der Schaltung Leistung und Ausbeute zu berücksichtigen. Die Entwurfsregeln spezifizieren die horizontale Ausrichtung jeder geometrischen Figur auf der Maskenplatte auf der anderen Maske, die zueinander in Beziehung steht. Zusätzlich zu den einzelnen Punkten beziehen sich alle Regeln auf das minimale Intervall zwischen den entsprechenden geometrischen Figuren. Eine Designregel soll die minimale Größe direkt durch die Anzahl von Mikrometern darstellen. Aber selbst wenn die kleinste Größe gleich ist, haben verschiedene Unternehmen unterschiedliche Design-Regeln für unterschiedliche Prozesse, wodurch es sehr zeitaufwändig ist, den Import und Export zwischen verschiedenen Prozessen zu gestalten.


Eine Möglichkeit, das Problem zu lösen, ist die Verwendung fortgeschrittener CAD-Tools, die die Konvertierung kompatibler Prozesse erleichtern. Darüber hinaus können wir zweite Designregeln verwenden, die proportionalen Designregeln, die von Mead und Conway populär werden, auch Designregeln genannt. Er legt einen Parameter für das gesamte Layout als die kleinste aller Entwurfsregeln fest, und die Anzahl anderer Entwurfsregeln ist ein ganzzahliges Vielfaches dieses Parameters. Dieser Parameter hat unterschiedliche Mikronwerte für verschiedene Prozesse. Damit können andere Regeln linear geändert werden. Natürlich haben sie auch Mängel.

(1) Linearität ist nur für einen bestimmten Bereich anwendbar (z. B. linear und effektiv zwischen 1 und 2 m). Wenn der Bereich weit entfernt ist, ist die Beziehung zwischen Regel und Lambda nicht linear.

(2) Konservatismus.

Da die Regel von Lambda verschiedene Prozesstechnologien darstellt, müssen die Entwurfsregeln umfassend für die Gesamtheit der Anforderungen jedes Prozesses betrachtet werden, was unweigerlich zu einer Verringerung der Größe und Dichtigkeit führt. Aber es kann bessere Sicherheitsfaktoren erhalten oder die Zuverlässigkeit verbessern.


3. Designbeispiele

Dieses Beispiel ist für den Aufbau eines zweipoligen Operationsverstärkers wie in Abbildung 1 dargestellt ausgelegt.

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