微电子概论（第3版）课件 第4章　集成电路设计.pptx

IntroductiontoMicroelectronicsThirdEdition《微电子概论》（第3版）

1.什么是设计规则4.1集成电路版图设计规则2.相对尺寸设计规则3.绝对尺寸设计规则目录4.等比例缩小（shrink）技术

1.什么是设计规则设计规则特指集成电路版图设计规则，是电路设计师和工艺工程师之间的桥梁。设计规则是制造掩膜版的指南。设计规则是工艺工程师根据设备加工能力限制、器件电气特性、成品率等确定的，在集成电路版图设计时必须遵循的一系列图形设计规范。按照尺寸定义方式可以分为：相对尺寸设计规则、绝对尺寸设计规则。按照图形位置可以分为：层内设计规则、层间设计规则。

1.什么是设计规则集成电路版图示例反相器剖面图、顶视图设计规则是绘制集成电路版图必须遵循的图形规范，是结合工艺过程综合考虑一系列工艺设备加工精度、器件特性、成品率等因素经过调优测试形成的图形规范集合。

1.什么是设计规则层内设计规则，用于定义集成电路版图同一层内图形设计时要遵守的规范，包括图形尺寸和图形间的间距。同层内设计规则3

1.什么是设计规则层间设计规则，用于定义集成电路版图不同层之间图形在设计时要遵守的规范，包括不同层图形垂直射影位置的包围、覆盖等要求以及间距要求。对于CMOS电路，主要涉及晶体管的栅极多晶硅层、有源区层、选择区层、阱层之间，以及接触孔/通孔层与上下连接层之间等。栅极多晶硅层与有源区层设计规则1253Transistor

1.什么是设计规则层间设计规则，用于定义集成电路版图不同层之间图形在设计时要遵守的规范，包括不同层图形垂直射影位置的包围、覆盖等要求以及间距要求。对于CMOS电路，主要涉及晶体管的栅极多晶硅层、有源区层、选择区层、阱层之间，以及接触孔/通孔层与上下连接层之间等。栅极多晶硅层与选择区层设计规则

1.什么是设计规则层间设计规则，用于定义集成电路版图不同层之间图形在设计时要遵守的规范，包括不同层图形垂直射影位置的包围、覆盖等要求以及间距要求。对于CMOS电路，主要涉及晶体管的栅极多晶硅层、有源区层、选择区层、阱层之间，以及接触孔/通孔层与上下连接层之间等。接触孔/通孔与上下连接层设计规则

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1.什么是设计规则4.1集成电路版图设计规则2.相对尺寸设计规则3.绝对尺寸设计规则目录4.等比例缩小（shrink）技术

2.相对尺寸设计规则又称λ设计规则，或者比例设计规则该设计规则对集成电路版图图形的约束方式是以λ为基准，所有尺寸取λ的整数倍。λ通常取工艺特征尺寸的1/2。

2.相对尺寸设计规则优点：便于进行版图缩放。只需通过重新定义λ代表的尺寸大小，即可获取不同尺寸的版图，便于在临近工艺节点之间进行版图移植，节省人力。主要用于集成电路早期，版图设计工程师人力匮乏阶段。令：λ=1μm工艺进步，令λ=0.5μm2λ8λ2λ8λ2λ（2μm）（2μm）（2μm）（8μm）（8μm）2λ8λ2λ8λ2λ（1μm）（1μm）（1μm）（4μm）（4μm）2λ8λ2λ8λ2λ（1μm）（1μm）（1μm）（4μm）（4μm）

2.相对尺寸设计规则缺点：所有图形尺寸及间距必须是λ的整数倍，影响版图图形设计灵活性。为了满足λ整数倍要求，需要适当放大图形尺寸，无法充分挖掘工艺制造的能力，导致电路性能、面积损失。工艺进步过程中，可加工的集成电路版图图形尺寸难于保证所有数据的变化保持严格一致，相对尺寸设计规则对λ的整数倍要求导致设计规则偏保守。

2.相对尺寸设计规则版图绘制时由于对λ的强依赖，图形尺寸取λ整数倍，需要对图形适当放大，从而影响集成电路的性能与面积。1.5μm6μm2.25μm9μm1.5μmλ=0.9μmλ=0.75μm7.2μm1.8μm7.2μm1.8μm1.8μm1.5μm6μm1.8μm7.2μm1.5μm

2.相对尺寸设计规则2λ8λ2λ8λ2λ已有版图λ=1μm工艺进步后能够加工尺寸1.5μm6μm1.8μm7.2μm1.5μmλ=0.75μm？λ=0.9μm符合规则的版图工艺移植时，只能取减少最小的图形缩小比例，导致无法充分利用能够实现的较大缩小图形带来的收益，从而影响集成电路的性能与面积。该部分图形会为了满足规则要求而被放大，导致性能、面积的劣化1.8μm7.2μm1.8μm1.8μm7.2μm

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