集成电路版图设计基础第10章：一般技术

1、school of phyebasics of ic layout design1之一：挑出五六个非最小尺寸的设计规则。挑出五六个非最小尺寸的设计规则。 pick five or six non-minimum design rules.之二：选择寄生参数最小的金属层。选择寄生参数最小的金属层。 get thee to the lowest parasitic metal.之三：要有足够宽的导线和通孔。要有足够宽的导线和通孔。 plenty of wide wiring and vias.第十章第十章 一般技术一般技术school of phyebasics of ic layout desi

2、gn2之四：不要相信你的电路设计者。不要相信你的电路设计者。 dont believe your circuit designer.之五：采用一致的方向。采用一致的方向。 use a consistent orientation.之六：不要过度。不要过度。 dont go overboard.一般技术一般技术school of phyebasics of ic layout design3之七：远离电路块。远离电路块。 keep off the blocks.之八：早点当心敏感信号和噪声大的信号。早点当心敏感信号和噪声大的信号。 care for your sensitive and nois

3、y signals early.之九：如果看起来很好，它就能工作。如果看起来很好，它就能工作。 if it looks nice, it will work.一般技术一般技术school of phyebasics of ic layout design4之 十：钻研你的工艺。钻研你的工艺。 learn your process.之十一：不要让噪声进入衬底。不要让噪声进入衬底。 dont let noise find the substrate.之十二：分散预留的空间。分散预留的空间。 spread reserved space.一般技术一般技术school of phyebasics of

4、ic layout design5之十三：改动前先复制并重新命名单元。改动前先复制并重新命名单元。 cope and rename cells before making changes.之十四：记住工作的层次。记住工作的层次。 remember your hierarchy level.之十五：使金属层易于修改。使金属层易于修改。 build-in easy metal revisions.一般技术一般技术school of phyebasics of ic layout design6之十六：把电源总线画大些。把电源总线画大些。 draw big power buses.之十七：把大电路划

5、小。把大电路划小。 break up large circuits.一般技术一般技术school of phyebasics of ic layout design7之一：挑出五六个非最小尺寸的设计规则之一：挑出五六个非最小尺寸的设计规则 二三十条 （10年前） 设计规则： 15002000条 （现在） 这么多的设计规则，只需建立一个只有五六个有效规五六个有效规则则的小子集查询表查询表（如N阱间距、金属线宽和金属层间距等），表中的每个数字都比最小工艺尺寸大比最小工艺尺寸大，所以对全体都适用。 如果要求单元尽可能小巧精致小巧精致，则需查询每个每个详细规则。不过此要求一般是对于设计数字标准单元数字

6、标准单元而言。一般技术一般技术school of phyebasics of ic layout design8之一：挑出五六个非最小尺寸的设计规则之一：挑出五六个非最小尺寸的设计规则 优点： 可以由此着手，开始工作开始工作； 可以使工作得更快工作得更快，因无需记住太多的设计规则； 使芯片的性能比最低性能要好比最低性能要好； 预藏了一些空档预藏了一些空档，以后需要时可以重新启用。一般技术一般技术school of phyebasics of ic layout design9之二：选择寄生参数最小的金属层之二：选择寄生参数最小的金属层 掩模设计新手往往倾向于只在metal1和metal2中布线

7、，但高频高频信号应当在寄生参数最小寄生参数最小的金属层上，可能必须单独单独为这些高频信号建立布线通道建立布线通道，并尽可能使这些信号保持在这一层上的时间越长越好保持在这一层上的时间越长越好。这条规则要比交替变换方向的规则更优先考虑。一般技术一般技术school of phyebasics of ic layout design10之三：要有足够宽的导线和通孔之三：要有足够宽的导线和通孔 大多数大多数版图设计者的通常做法是用一条细的导线细的导线和单单个通孔个通孔，如果采用较宽的导线较宽的导线和较多的通孔较多的通孔。 则不仅可以降低寄生接触电阻降低寄生接触电阻，多个通孔更可靠更可靠。 然而如果整个

8、芯片整个芯片上的布线都是在每一个信号的每一个转弯处有四个通孔，那就太浪费了太浪费了，只选择需要这样做的地方。 承载大电流承载大电流的地方以及传送高频信号传送高频信号的地方都需要低的寄生电阻，带有许多通孔的宽导线时满足这两种电路要求的理想选择。一般技术一般技术school of phyebasics of ic layout design11之三：要有足够宽的导线和通孔之三：要有足够宽的导线和通孔一般技术一般技术signal viafour vias(1/4)*Rcschool of phyebasics of ic layout design12之五：采用一致的方向之五：采用一致的方向 每种器

9、件每种器件选择一个方向一个方向，然后就永远永远也不要再偏离这个方向。 因为在制造过程中通常存在称为“工艺差异工艺差异”的问题。由于晶体晶体和所涉及化学过程的方向性方向性，对器件的刻蚀刻蚀会因为方向的不同而有所差异有所差异。一般技术一般技术school of phyebasics of ic layout design13之六：不要过度之六：不要过度 如果电路设计者在一个特定单元中给出20或或30个个不用的匹配标准匹配标准，要么要么这是一个必须这样做的极端极端关键单元，要么要么是这个电路设计者太过分太过分了。 这个超乎寻常匹配的电路图，可能要花好多个星期好多个星期，结果可能实际上并不需要。 让电

10、路设计者确认，如果只需要5%误差误差的匹配，就不用花费这么长的时间，如果需要优于优于0.5%的匹配，那么就真的需要竭尽全力达到匹配了。一般技术一般技术school of phyebasics of ic layout design14之七：远离电路块之七：远离电路块 这一技术实际上只适用只适用于模拟模拟电路。应避免避免把信号线布在任何电路块任何电路块或任何其他元件任何其他元件之上。 不要把敏感的敏感的或噪声大的噪声大的信号线布置在任何其他东西之上。因不知道会引起什么耦合机制耦合机制或寄生效应寄生效应。 特别是，不要不要把信号线布置在电容电容上面。这将会在现有电容和布置的导线之间产生一个很大的平

11、板电容很大的平板电容。一般技术一般技术school of phyebasics of ic layout design15之八：早点当心敏感信号和噪声大的信号之八：早点当心敏感信号和噪声大的信号 因为如果有非常敏感敏感或噪声大噪声大的信号，就应该早一点早一点在版图中考虑屏蔽屏蔽和隔离隔离的措施。之九：如果看起来很好，它就能工作之九：如果看起来很好，它就能工作 设法让电子电子过得轻松一点轻松一点。 简单简单、对称对称、流畅流畅、没有交叉没有交叉等，这些看上去都很好，芯片也会工作得很好。一般技术一般技术school of phyebasics of ic layout design16之十：钻研你

12、的工艺之十：钻研你的工艺 事实上做版图的90%时间里都只是在用五六条五六条简单的规则，但钻研工艺钻研工艺能提高版图设计能力提高版图设计能力，且容易适应容易适应下一代的新工艺新工艺。之十一：不要让噪声进入衬底之十一：不要让噪声进入衬底 由于芯片的衬底遍布各处，一旦衬底上有了噪声，就会传播到芯片的每一处。 可以采用多种方式，如在噪声严重的器件周围放上许多衬底接触衬底接触，可以屏蔽导线屏蔽导线，可以采用低噪声的晶体低噪声的晶体管管或低噪声库低噪声库。一般技术一般技术school of phyebasics of ic layout design17之十二：分散预留的空间之十二：分散预留的空间 如果最

13、初在平面布局中留下了一个大空档大空档，那么可以重新布置单元把这个大的空档分散分散到所有的电路块之间，这样空档不会不会那么扎眼扎眼、醒目醒目；也可以把空档移移到一角到一角，这样使单元安排得紧凑紧凑，也不用再进行任何改动。 究竟选择选择以上哪种布局方案，要根据电路设计者对电对电路块是否还需要改进路块是否还需要改进这种确定性来判断。一般技术一般技术school of phyebasics of ic layout design18之十二：分散预留的空间之十二：分散预留的空间一般技术一般技术 1 2 3 4 12 11 10 9 5 6 7 8 16 15 14 13 1 2 3 4 12 11 10

14、 9 5 6 7 8 16 15 14 13 1 2 3 4 12 11 10 9 5 6 7 8 16 15 14 13 spread reservedspacecornerfreespaceschool of phyebasics of ic layout design19之十三：改动前先复制并重新命名单元之十三：改动前先复制并重新命名单元 养成习惯在要改动改动单元之前之前把它们复制复制下来并把复制单元重新命名重新命名。对该单元的改动，不会影响到其它对原有该单元的引用。一般技术一般技术school of phyebasics of ic layout design20之十三：改动前先复制并

15、重新命名单元之十三：改动前先复制并重新命名单元一般技术一般技术Ablock 1Ablock 2Ablock 3Ablock 1block 2block 3AAAblock 1Ablock 2Ablock 3school of phyebasics of ic layout design21之十五：使金属层易于修改之十五：使金属层易于修改 这一技术在模拟模拟领域比较流行。 在制造电路时，实验室通常会制造一个以上的圆片。如乙烯制造25个个电路圆片。就在刚要开始第一层金属开始第一层金属加工步骤之前加工步骤之前，取出5个个左右存放起来。 如果经过测试，有些问题需要解决，有些值需要修改，就可以取出存放的

16、圆片重新布置金属线重新布置金属线，接入额外的接入额外的部件部件等操作。 采用这种像像FPGA般般的技术，不必再等待一整个整个的圆片制造周期，可能810周周，而只需23周周来完成金金属工艺步骤属工艺步骤就行。一般技术一般技术school of phyebasics of ic layout design22之十五：使金属层易于修改之十五：使金属层易于修改 芯片上有两个额外的备选电阻，可以将原有金属层原有金属层用激光切断激光切断，并适用聚焦离子束聚焦离子束（focused ion beam）的方法淀积新的金属淀积新的金属来增加金属线。 切断以及重新布线的前提是前提是要改变的金属层是暴露在最外最外/

17、上面上面的金属层。 版图备用部件可能比芯片中真正要用的部件还要多。一般技术一般技术school of phyebasics of ic layout design23之十五：使金属层易于修改之十五：使金属层易于修改一般技术一般技术school of phyebasics of ic layout design24之十五：使金属层易于修改之十五：使金属层易于修改 在运用金属线修补时，一定不要改动下面的工艺层不要改动下面的工艺层。不要去移动任何扩散区和多晶。 一旦完成了修改金属线的版图，就可以把新的数据库和原来的数据库进行比较，并很快看到仅有哪些改变。可运行一个特殊的称为异或（异或（XOR）的检查程序检查程序来确认没有改动任何下面的工艺层。 当对这个XOR数据库进行比较时，不只是异或哪些需要改动的工艺层，还将异或所有其他的工艺层。一般技术一般技术school of phyebasics of ic layout design25之十五：使金属层易于修改之十五：使金属层易于修改一般技术一般技术originalnewXORschool of phyebasics of ic layout design26之十六：把电源总线画大些