版圖失配原因及優(yōu)化方案

1、Power- Power- Analog- Microelectronics集成電路失配緣由及優(yōu)化方案Mason.yang芯片設(shè)計過程中引入一些不匹配因素導(dǎo)致產(chǎn)品性能參數(shù)偏離最初的設(shè)計指標(biāo),而使設(shè)計周期延長，競爭優(yōu)勢減弱甚至失去市場等。:1、 電路設(shè)計2、 版圖布局布線3、 MASK制作與工藝參數(shù)4、 封裝應(yīng)力一、 電路設(shè)計（a、如何設(shè)計合理Vgs 與Bia？（b)、如何設(shè)計MOSW/L？(c、如何設(shè)計使電路對不匹配的靈敏度？（、如何二、 圖布局布線布局篇版圖中器件的擺放位置、方向直接影響在做光罩時是否能對器件均勻的進行氧化、注入、集中、刻蝕等工藝操作，為了削減在工藝流程中引入不匹配因素，通常

2、接受:方向匹配（a 圖、共中心質(zhì)（b 圖、交叉匹配(c 圖、環(huán)境匹配(d 圖）方向匹配（a圖）共中心質(zhì)（b 圖）交叉匹配（c 圖）環(huán)境匹配（d圖）以上幾種是我們常見的布局方式總結(jié)有四條規(guī)章：全都性:匹配器件位于同一等壓線、同一方向、質(zhì)心全都、等溫線對稱性：源于陣列各段對稱排布，取X 和Y 軸對稱分散性：最大可能分散,將器件各段均勻分布緊湊性：匹配器件盡可能排布緊湊.抱負(fù)狀況為正方形,讓整個電路對系統(tǒng)偏差緣由不敏感。版圖在合理布局下，進行規(guī)范的布線也是格外重要的。布線實例一內(nèi)折連線能節(jié)省面積卻會引入金屬化誘發(fā)失配，在單層鋁狀況下外折連線會是更好的選擇。另外只將電阻兩頭露出,metal1，meta

3、l2 可以內(nèi)折連接.（留意Via電阻引起失配）每一條走線都會引入寄生,如何把握好寄生參數(shù)匹配打算是否會失調(diào).熱電效應(yīng)在不同材質(zhì)接觸的地方會產(chǎn)生電勢差(塞貝克效應(yīng)）配發(fā)生.2。1電流鏡的版圖匹配設(shè)計電流鏡版圖必需考慮橫向集中和氧化層侵蝕（Dw 和Dl）電壓匹配時，假設(shè) Id1=Id2，假如是抱負(fù)器件，Vgs1=Vgs2。在實際中，失配的 MOS 管柵源電壓差Vgs=Vgs1-Vgs2，那么失調(diào)電壓：Vgs Vt-Vgst1（k）2k2Vt MOS 管閥值電壓的差值k 器件跨導(dǎo)差值Vgst1 M0 管有效柵壓K2M1 管跨導(dǎo)從公式里可以看出調(diào)整匹配器件的W/L 和降低Vgst1 有效柵壓可以削減失

4、調(diào)電壓依據(jù) BSIM 模型 A 圖 L1=L1dDl=1 和L2L2dDlW2=W2dDwW1很明顯 L1d=L2d；電流匹配時：W2dW1d.2I 就會消滅偏差,L1dL2d 也是會引入失配。Id1 k1（1+2Vt ）Id2k2Vgst1B 圖和C 圖是校正過的電流鏡版圖.C B 圖能更好的分散應(yīng)力、電流不均所帶來的微小失配，但卻引入了寄生的連接電阻。MOS Vgs 柵源電壓匹配（差分對輸入）和Id 漏極電流匹配（電流鏡，優(yōu)化這兩種匹配的偏置條件是不一樣的aVgst1 較低時，閥值Vt 的影響增大，為了削減電流失配，合理的提高有效柵壓?？偨Y(jié)：電壓匹配的 MOS 電路工作于較低有效柵壓，電流

5、匹配時應(yīng)合理提高有效柵壓。Power- Power- Analog- Microelectronics.如何讓電路中需要匹配的器件無一漏網(wǎng),除了電路工程師常規(guī)標(biāo)注外，版圖工程師必需更主動地提問溝通，避開理解錯誤，而最終導(dǎo)致產(chǎn)品性能上的缺陷,這是令人難過地。下面列舉一些實例來說明：圖A注：圖中需要匹配的器件：R1與R11,C1與C11,R2與R22,包括與該幾組匹配器件相連的走線圖A的版圖：1.需要匹配器件沒有合理布局圖B:圖中M0 與M1、M2之間為電流鏡匹配圖B版圖：M0 M1、M2 的放置位置，不足之處M1、M2與M3、M4合理排布接受了交叉匹配.TPA2015典型amplifier布局面對一個電路如何知道哪些器件該匹配哪些連接需要留意保持全都?與工程師溝通是重要的.通常步驟如下：依據(jù)電路結(jié)構(gòu)可以簡潔的劃分一下功能塊,找出功能塊之間相互有牽連的器件（如電流鏡)，標(biāo)注塊與塊之間的連線(如粉色線）塊之間的匹配器件（如M3M4,R1R2，輸出產(chǎn)生共模電壓的電阻電容）與工程師溝通三、 Mask 制作與工藝偏差將版圖制作成mask 到fab 生產(chǎn)，工藝流程中也會引入一些失配。版圖位移(如N 埋層熱退火時表面不連續(xù)的傳遞氣相外延過程）刻蝕速率變化（在曝光過程中會發(fā)生光學(xué)干擾和反射，就會發(fā)生刻