1、电子科学与工程学院电子科学与工程学院VLSIVLSI设计基础设计基础第三章第三章 工艺与设计接口工艺与设计接口1.最小加工尺寸和集成度对设计的制约最小加工尺寸和集成度对设计的制约 2.标准工艺流程对特殊工艺要求的制约标准工艺流程对特殊工艺要求的制约 3.由工艺决定的器件参数对设计的制约由工艺决定的器件参数对设计的制约 3.1.1 工艺对设计的制约工艺对设计的制约电子科学与工程学院电子科学与工程学院VLSIVLSI设计基础设计基础第三章第三章 工艺与设计接口工艺与设计接口3.1.2 工艺抽象工艺抽象 设计实践要求将工艺抽象成设计者熟悉的电学参数，将设计实践要求将工艺抽象成设计者熟悉的电学参数，将
2、工艺线的加工精度抽象成一个具体的规则工艺线的加工精度抽象成一个具体的规则-设计规则设计规则 这样的抽象构成了工艺与设计的接口。这样的抽象构成了工艺与设计的接口。借助于这个接口，电路与系统的设计者不需要了解工艺的借助于这个接口，电路与系统的设计者不需要了解工艺的具体细节，工艺制作者不需要了解电路与系统的细节。设计具体细节，工艺制作者不需要了解电路与系统的细节。设计者遵循接口规定进行设计，制作者保证工艺达到接口规定的者遵循接口规定进行设计，制作者保证工艺达到接口规定的参数。参数。电子科学与工程学院电子科学与工程学院VLSIVLSI设计基础设计基础第三章第三章 工艺与设计接口工艺与设计接口图3.1
3、方块电阻 R=jjXXLL R=8 R例：例：掺杂浓度的描述掺杂浓度的描述 电子科学与工程学院电子科学与工程学院VLSIVLSI设计基础设计基础第三章第三章 工艺与设计接口工艺与设计接口3.2 设计规则设计规则 一组最小几何尺寸描述几几 何何 设设计计规规则则一组电学参数描述电电 学学 设设计计规规则则设设 计计规规则则电子科学与工程学院电子科学与工程学院VLSIVLSI设计基础设计基础第三章第三章 工艺与设计接口工艺与设计接口3.2.1 3.2.1 几何设计规则几何设计规则 电子科学与工程学院电子科学与工程学院VLSIVLSI设计基础设计基础第三章第三章 工艺与设计接口工艺与设计接口电子科学
4、与工程学院电子科学与工程学院VLSIVLSI设计基础设计基础第三章第三章 工艺与设计接口工艺与设计接口P阱图形阱图形电子科学与工程学院电子科学与工程学院VLSIVLSI设计基础设计基础第三章第三章 工艺与设计接口工艺与设计接口有源区图形有源区图形电子科学与工程学院电子科学与工程学院VLSIVLSI设计基础设计基础第三章第三章 工艺与设计接口工艺与设计接口P场区注入图形场区注入图形电子科学与工程学院电子科学与工程学院VLSIVLSI设计基础设计基础第三章第三章 工艺与设计接口工艺与设计接口多晶硅图形多晶硅图形电子科学与工程学院电子科学与工程学院VLSIVLSI设计基础设计基础第三章第三章 工艺与
5、设计接口工艺与设计接口P+区图形区图形电子科学与工程学院电子科学与工程学院VLSIVLSI设计基础设计基础第三章第三章 工艺与设计接口工艺与设计接口N+区图形区图形电子科学与工程学院电子科学与工程学院VLSIVLSI设计基础设计基础第三章第三章 工艺与设计接口工艺与设计接口接触孔图形接触孔图形电子科学与工程学院电子科学与工程学院VLSIVLSI设计基础设计基础第三章第三章 工艺与设计接口工艺与设计接口金属引线图形金属引线图形电子科学与工程学院电子科学与工程学院VLSIVLSI设计基础设计基础第三章第三章 工艺与设计接口工艺与设计接口设计规则的具体数据形式：设计规则的具体数据形式：两种描述方法：
6、两种描述方法：一是给出一个最小单位一是给出一个最小单位，几何设计规则中的其，几何设计规则中的其它所有数据都以它所有数据都以的倍数表示，如的倍数表示，如3，是最小沟道长是最小沟道长度度L的一半，只有的一半，只有是具体的数值。这种描述方法称是具体的数值。这种描述方法称为为设计规则；设计规则；二是用具体的数值进行描述，数值单位是微米，二是用具体的数值进行描述，数值单位是微米，所以称为微米设计规则。所以称为微米设计规则。电子科学与工程学院电子科学与工程学院VLSIVLSI设计基础设计基础第三章第三章 工艺与设计接口工艺与设计接口规则 描述 数 3.1 多晶硅最小宽度 2 3.2 场区（有源区）上多晶硅
7、间最小间距 2 3.3 多晶硅栅延伸出有源区最小值 2 3.4 有源区延伸出多晶硅的最小值 3 3.5 场区上多晶硅到有源区的最小距离 1 电子科学与工程学院电子科学与工程学院VLSIVLSI设计基础设计基础第三章第三章 工艺与设计接口工艺与设计接口3.2.2 电学设计规则电学设计规则 电子科学与工程学院电子科学与工程学院VLSIVLSI设计基础设计基础第三章第三章 工艺与设计接口工艺与设计接口*T6BE SPICE BSIM3 VERSION 3.1 PARAMETERS*SPICE 3f5 Level 8,Star-HSPICE Level 49,UTMOST Level 8.MODEL
8、CMOSN NMOS(LEVEL =49+VERSION=3.1 TNOM =27 TOX =5.6E-9+XJ =1E-7 NCH =2.3549E17 VTH0 =0.3703728+K1 =0.4681093 K2 =7.541163E-4 K3 =1E-3+K3B =1.6723088 W0 =1E-7 NLX =1.586853E-7+DVT0W =0 DVT1W =0 DVT2W =0+DVT0 =0.5681239 DVT1 =0.6650313 DVT2 =-0.5+U0 =284.0529492 UA =-1.538419E-9 UB =2.706778E-18+UC =2.
9、748569E-11 VSAT =1.293771E5 A0 =1.5758996+AGS =0.2933081 B0 =-5.433191E-9 B1 =-1E-7+KETA =-4.899001E-3 A1 =3.196943E-5 A2 =0.5018403+RDSW =126.2217131 PRWG =0.5 PRWB =-0.2+WR =1 WINT =0 LINT =1.34656E-9+XL =0 XW =-4E-8 DWG =-1.127362E-8+DWB =-3.779056E-9 VOFF =-0.0891381 NFACTOR=1.29317+CIT =0 CDSC
10、=2.4E-4 CDSCD =0+CDSCB =0 ETA0 =6.291887E-3 ETAB =3.385328E-4+DSUB =0.0449797 PCLM =1.5905872 PDIBLC1=1+PDIBLC2=2.421388E-3 PDIBLCB=-0.0752287 DROUT =0.9999731+PSCBE1 =7.947415E10 PSCBE2 =5.8496E-10 PVAG =1.01007E-7+DELTA =0.01 RSH =3.9 MOBMOD =1+PRT =0 UTE =-1.5 KT1 =-0.11+KT1L =0 KT2 =0.022 UA1 =4
11、.31E-9+UB1 =-7.61E-18 UC1 =-5.6E-11 AT =3.3E4+WL =0 WLN =1 WW =0+WWN =1 WWL =0 LL =0+LLN =1 LW =0 LWN =1+LWL =0 CAPMOD =2 XPART =0.5+CGDO =4.65E-10 CGSO =4.65E-10 CGBO =5E-10+CJ =1.698946E-3 PB =0.99 MJ =0.450283+CJSW =3.872151E-10 PBSW =0.8211413 MJSW =0.2881135+CJSWG =3.29E-10 PBSWG =0.8211413 MJS
12、WG =0.2881135+CF =0 PVTH0 =-9.283858E-3 PRDSW =-10+PK2 =4.074676E-3 WKETA =7.164908E-3 LKETA =-7.349276E-3 )一个模型参数的例子一个模型参数的例子：电子科学与工程学院电子科学与工程学院VLSIVLSI设计基础设计基础第三章第三章 工艺与设计接口工艺与设计接口.MODEL CMOSP PMOS(LEVEL =49+VERSION=3.1 TNOM =27 TOX =5.6E-9+XJ =1E-7 NCH =4.1589E17 VTH0 =-0.4935548+K1 =0.6143278 K2
13、 =6.804492E-4 K3 =0+K3B =5.8844074 W0 =1E-6 NLX =6.938169E-9+DVT0W =0 DVT1W =0 DVT2W =0+DVT0 =2.3578746 DVT1 =0.7014778 DVT2 =-0.1881376+U0 =100 UA =9.119231E-10 UB =1E-21+UC =-1E-10 VSAT =1.782051E5 A0 =0.9704347+AGS =0.1073973 B0 =2.773991E-7 B1 =8.423987E-7+KETA =0.0104811 A1 =0.0193128 A2 =0.3+R
14、DSW =694.5830247 PRWG =0.3169639 PRWB =-0.1958978+WR =1 WINT =0 LINT =2.971337E-8+XL =0 XW =-4E-8 DWG =-2.967296E-8+DWB =-2.31786E-10 VOFF =-0.1152095 NFACTOR=1.1064678+CIT =0 CDSC =2.4E-4 CDSCD =0+CDSCB =0 ETA0 =0.3676411 ETAB =-0.0915241+DSUB =1.1089801 PCLM =1.3226289 PDIBLC1=9.913816E-3+PDIBLC2=
15、-1.499968E-6 PDIBLCB=-1E-3 DROUT =0.1276027+PSCBE1 =8E10 PSCBE2 =5.772776E-10 PVAG =0.0135936+DELTA =0.01 RSH =3 MOBMOD =1+PRT =0 UTE =-1.5 KT1 =-0.11+KT1L =0 KT2 =0.022 UA1 =4.31E-9+UB1 =-7.61E-18 UC1 =-5.6E-11 AT =3.3E4+WL =0 WLN =1 WW =0+WWN =1 WWL =0 LL =0+LLN =1 LW =0 LWN =1+LWL =0 CAPMOD =2 XP
16、ART =0.5+CGDO =5.59E-10 CGSO =5.59E-10 CGBO =5E-10+CJ =1.857995E-3 PB =0.9771691 MJ =0.4686434+CJSW =3.426642E-10 PBSW =0.871788 MJSW =0.3314778+CJSWG =2.5E-10 PBSWG =0.871788 MJSWG =0.3314778+CF =0 PVTH0 =4.137981E-3 PRDSW =7.2931065+PK2 =2.600307E-3 WKETA =0.0192532 LKETA =-5.972879E-3 )电子科学与工程学院电
17、子科学与工程学院VLSIVLSI设计基础设计基础第三章第三章 工艺与设计接口工艺与设计接口3.2.3 设计规则在设计规则在VLSI设计中的应用设计中的应用 几何设计规则是版图设计的依据；电学设几何设计规则是版图设计的依据；电学设计规则是分析计算的依据，是设计系统预测电计规则是分析计算的依据，是设计系统预测电路性能（仿真）的依据。路性能（仿真）的依据。如果设计规则不准确，设计和分析的结果如果设计规则不准确，设计和分析的结果也一定是不准确的。因此，当更换了工艺线或也一定是不准确的。因此，当更换了工艺线或修正了局部工艺后，相应的设计规则也必须加修正了局部工艺后，相应的设计规则也必须加以更新。以更新。总之，在设计中应用的设计规则必须是加总之，在设计中应用的设计规则必须是加工工艺的真实反映。工工艺的真实反映。电子科学与工程学院电子科学与工程学院VLSIVLSI设计基础设计基础第三章第三章 工艺与设计接口工艺与设计接口本章需要了解的内容：本章需要了解的内容：工艺对设计的制约：选择性决定设计工艺对设计的制约：选择性决定设计 如何表征这些制约如何表征这些制约 设计规则的作用设计规则的作用 模型的作用模型的作用
