电力电子技术
直播中

王玮

7年用户 274经验值
私信 关注

版图设计的遵循原则

版图设计总的原则是既要充分利用硅片面积,又要在工艺条件允许的限度内尽可能提高成品率.版图面积(包括压焊点在内)尽可能小而接近方形,以减少每个电路实际占有面积;生产实践表明,当芯片面积降低10%,则每个大圆片上的管芯成品率可以提高15%~25%。下面讨论版图设计时所应遵循的一般原则。
             ①隔离区的数目尽可能少   
            pn结隔离的隔离框面积约为管芯面积的三分之一,隔离区数目少,有利于减小芯片面积。集电极电位相同的晶体管,可以放在同一隔离区。二极管按晶体管原则处理。全部电阻可以放在同一隔离区内,但隔离区不宜太大,否则会造成漏电大,耐压低。为了走线方便,电阻也可以分别放在几个隔离区内。
            各压焊块(地压焊块除外)都故在隔离区内,以防止压焊时压穿SiO2,造成与衬底短路,管芯外围也要进行大面积隔离扩散,以减少输入端箝位二极管的串联电阻。            

            ②注意防止各种寄生效应
            隔离槽要接电路最负电位,电阻岛的外延层接最高电位。这是保证pn隔离效果的必要条件,使pn隔离区结始终处于反偏置状态。输入与输出端应尽可能远离,以防止发生不应有的影响。电阻等发热元件要故在芯片中央。使芯片温度分布均匀。

           设计铝条时,希望铝条尽量短而宽。铝条本身也要引入串连电阻,因此也需计算铝条引入的串联电阻对线路的影响。铝条不能相交,在不可避免的交叉线时,可让一条或几条铝条通过多发射极管的发射极区间距或发射区与基区间距,也可从电阻上穿过,但不应跨过三次氧化层。 必须采用“磷桥”穿接时,要计算“磷桥”引入的附加电阻对电路特性的影响。一般不允许“磷桥”加在地线上。但是在设计IC时应尽可能避免使用扩散条穿接方式,因为扩散条不仅带来附加电阻和寄生电容,同时还占据一定面积。
            在LSI中,当一层布线无法保证实现元件之间的必要联接时,普遍使用多层布线,如图所示。
            铝条压焊点电极要有合理分布,应符合引出脚排列。
            ④保证元件的对称性
           参数要求相互一致的元件,应放在邻近的区域。几何结构尽可能对称,不能只考虑走线方便而破坏对称性。
            ⑤接地孔尽可能开大些
           凡需接地的发射极、电阻等,不能只靠在隔离槽上开的接触孔接地,要尽可能让地线直接通过该处。接地线尽可能地沿隔离槽走线。接电源的引线应短而宽,接Vcc的电源孔应尽可能开大些。集电极等扩磷孔应比其它接触孔大。

            ⑥铝条适当盖住接触孔(一般每边复盖2μm),在位置空的地方可多复盖一些,走线太紧时,也可只复盖一边。
            ⑦为了减小版面同时又使走线方便、布局合理,各电阻的形状可以灵活多样,小电阻可用隐埋电阻。各管电极位置可以平放或立放。
            ⑧凡是可能,所设计的电路应留有适当的过载能力,并避免使用易损坏的元件。
            ⑨压焊块的数目以及排列顺序应该与外壳引出脚排列相符合,电极分布应均匀。
             ⑩确定光刻的基本尺寸。根据工艺水平和光刻精度定出图形及各个扩散间距的最小尺寸,其中最关键的是发射极接触孔的尺寸和套刻间距。集成晶体管是由一系列相互套合的图形所组成,其中最小的图形是发射极接触孔的宽度,所以往往选用设计规则中的最小图形尺寸作为发射接触孔。其它图形都是在此基础上考虑图形间的最小间距面进行逐步套合、放大。最小图形尺寸受到掩膜对中容差,在扩散过程中的横向扩散、耗尽层扩展等多种因素的限制。
             如果最小图形尺寸取得过小,则会使成品率下降。如取得过大,则会使芯片面积增大,使电路性能和成本都受到影响。所以选取最小图形尺寸应切实根据生产上具体光刻、制版设备的精度,操作人员的熟练程度以及具体工艺条件来确定。在一定的工艺水平下,版图上光刻基本尺寸放得越宽,则版图面积越大,瞬态特性因寄生电容大而受到影响。如尺寸扣得越紧,则为光刻套刻带来困难,光刻质量越难保证。这两种情况都会影响成品率。通常是在保证电路性能的前提下适当放宽尺寸。

         

更多回帖

发帖
×
20
完善资料,
赚取积分