《集成電路版圖設(shè)計(jì)項(xiàng)目教程》2024/1/15項(xiàng)目1集成電路版圖認(rèn)知集成電路版圖設(shè)計(jì)平臺(tái)介紹一EDA軟件二集成電路版圖設(shè)計(jì)基礎(chǔ)三CMOS工藝與版圖設(shè)計(jì)圖層四2024/1/15項(xiàng)目1集成電路版圖認(rèn)知2024/1/15世界上有三大操作系統(tǒng)，Windows、Linux和Unix。Unix誕生于20世紀(jì)60年代末，Windows誕生于20世紀(jì)80年代中期，Linux誕生于20世紀(jì)90年代初，可以說(shuō)Unix是操作系統(tǒng)中最早的，后來(lái)的Windows和Linux大都參考了Unix。目前流行的安卓系統(tǒng)是基于Linux的，蘋果系統(tǒng)是基于Unix的。在主流的操作系統(tǒng)中，現(xiàn)在很多的服務(wù)器運(yùn)行著Linux操作系統(tǒng)。但是Linux系統(tǒng)又被稱為“類Unix系統(tǒng)”，所以，先講講Unix操作系統(tǒng)。任務(wù)1.1集成電路版圖設(shè)計(jì)平臺(tái)介紹1.Unix的起源Unix是歷史最悠久的通用操作系統(tǒng)。1969年，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的肯·湯普森（KenThompson）和丹尼斯·里奇（DennisRitchie），在規(guī)模較小及較簡(jiǎn)單的分時(shí)操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上用匯編語(yǔ)言開發(fā)出Unix，1970年正式投入運(yùn)行。2.常見Unix系統(tǒng)目前，常見的Unix系統(tǒng)有SunSolaris、FreeBSD、IBMAIX、HP-UX等。3.Linux介紹Linux是一種主要適用于個(gè)人計(jì)算機(jī)的類似于Unix風(fēng)格的操作系統(tǒng)。它的獨(dú)特之處在于不受任何商品化軟件的版權(quán)制約，全世界都能免費(fèi)、自由使用。2024/1/15（1）Linux的起源Linux起源于一個(gè)學(xué)生的業(yè)余愛好，芬蘭赫爾辛基大學(xué)的林納斯·托瓦茲（LinusTorvalds）的創(chuàng)始人與主要維護(hù)者。Linus上大學(xué)時(shí)開始學(xué)習(xí)Unix，Linus對(duì)Unix不是很滿意，于是決定自己編寫一個(gè)操作系統(tǒng)。以Unix為原型，大約在1991年8月下旬，完成了。受工作成績(jī)的鼓舞，林納斯將這項(xiàng)成果通過互聯(lián)網(wǎng)與其他同學(xué)共享，完善了Linux系統(tǒng)。Linux正式憑著這樣的挑戰(zhàn)性和自由精神，終于成為風(fēng)靡全世界的操作系統(tǒng)。項(xiàng)目1集成電路版圖認(rèn)知任務(wù)1.1集成電路版圖設(shè)計(jì)平臺(tái)介紹（2）Linux的優(yōu)點(diǎn)作為一種全新的操作系統(tǒng)，Linux具有其他操作系統(tǒng)所無(wú)法替代的優(yōu)點(diǎn)。1.是多任務(wù)的操作系統(tǒng)。2.是一個(gè)多用戶操作系統(tǒng)。這樣做的一大優(yōu)勢(shì)在于，Linux可以作為應(yīng)用程序服務(wù)器。3.和現(xiàn)今Unix系統(tǒng)幾乎完全兼容。4.漂亮的X視窗（Window）系統(tǒng)，這是Linux獨(dú)特的部分。5.支持眾多的應(yīng)用軟件。因?yàn)椴粌H有許多人為L(zhǎng)inux免費(fèi)開發(fā)軟件，而且越來(lái)越多的商業(yè)軟件也紛紛移植到Linux上來(lái)。項(xiàng)目1集成電路版圖認(rèn)知2024/1/15任務(wù)1.1集成電路版圖設(shè)計(jì)平臺(tái)介紹常用Linux介紹。Linux操作系統(tǒng)被稱為領(lǐng)先的操作系統(tǒng)之一，它被普遍和廣泛使用著。全球大約有很多款的Linux系統(tǒng)版本，每個(gè)系統(tǒng)版本都有自己的特性和目標(biāo)人群。現(xiàn)在流行的主要有：紅帽企業(yè)系統(tǒng)（RedHatEnterpriseLinux，RHEL）、社區(qū)企業(yè)操作系統(tǒng)（CentOS）、紅帽用戶桌面版（Fedora）、國(guó)際化組織的開源操作系統(tǒng)（Debian）、基于Debian的桌面版（Ubuntu）等Linux系統(tǒng)。1.RedHatEnterpriseLinux簡(jiǎn)介RedHatLinux俗稱紅帽子，是目前最流行的Linux發(fā)行版本。RedHatEnterpriseLinux是企業(yè)級(jí)Linux解決方案系列的旗艦產(chǎn)品。集成電路設(shè)計(jì)軟件大部分的服務(wù)器系統(tǒng)主要基于RedHatEnterpriseLinux操作系統(tǒng)。2.紅帽用戶桌面版（Fedora）簡(jiǎn)介Fedora是最好的Linux服務(wù)器發(fā)行版之一，其中包含了商業(yè)Linux發(fā)行版開發(fā)的實(shí)驗(yàn)性技術(shù)。3.Debian簡(jiǎn)介Debian前被稱為L(zhǎng)inux發(fā)行版之王，也是目前最流行的Linux服務(wù)器發(fā)行版。它是RedHatEnterpriseLinux的衍生產(chǎn)品，提供了穩(wěn)定的服務(wù)器環(huán)境。4.Ubuntu簡(jiǎn)介Ubuntu是一款基于Debian派生的產(chǎn)品，對(duì)新款硬件具有極強(qiáng)的兼容能力。普遍認(rèn)為Ubuntu與Fedora都是極其出色的Linux桌面系統(tǒng)。2024/1/15虛擬機(jī)VMWARE安裝Linux系統(tǒng)目前，Ubuntu的最新桌面版是Ubuntu20.10，安裝需要計(jì)算機(jī)的配置很高，而且系統(tǒng)也很大。現(xiàn)在一般新電腦都是64位的，還有很多電腦是32位的。64位的一般向下兼容32位的軟件。鑒于這個(gè)原因，安裝Ubuntu低版本32位的系統(tǒng)ubuntu-9.10-desktop-i386。這個(gè)版本的Linux系統(tǒng)的安裝包小，不到700M，開關(guān)機(jī)只需要幾秒鐘，速度很快，占用內(nèi)存小。軟件下載可以訪問百度網(wǎng)盤，鏈接：/s/18JqhQtvGDPlrL2F0IR6bZw。提取碼：f94n。Ubuntu一般在Windows系統(tǒng)里先安裝虛擬機(jī)VMware，再在VMware里安裝Ubuntu系統(tǒng)。虛擬機(jī)版本號(hào)是VMware15，軟件下載可以訪問百度網(wǎng)盤，鏈接：/s/19CpSKbhYDRDAq0eLn1olsg，提取碼：v0fd。Ubuntu安裝好以后，就可以在Ubuntu里安裝集成電路設(shè)計(jì)軟件了，本書版圖設(shè)計(jì)軟件使用的是Cadence的IC610和Mentor的Calibre2008這兩個(gè)版本。這兩個(gè)版本足可以滿足學(xué)習(xí)所用，而且這兩個(gè)設(shè)計(jì)軟件加上Ubuntu系統(tǒng)容量也就10G左右，占用硬盤空間比較小。如果安裝最新高版本的系統(tǒng)和軟件，需要50G左右，對(duì)計(jì)算機(jī)的配置要求也高。IC610和Calibre2008安裝包和安裝說(shuō)明，可以訪問百度網(wǎng)盤下載，鏈接：/s/1Uj_elki8-QnZ_OMVUY6VKQ，提取碼：ry50。項(xiàng)目1集成電路版圖認(rèn)知任務(wù)1.1集成電路版圖設(shè)計(jì)平臺(tái)介紹2024/1/15項(xiàng)目1集成電路版圖認(rèn)知任務(wù)1.1集成電路版圖設(shè)計(jì)平臺(tái)介紹Linux常用指令如果要學(xué)習(xí)好集成電路版圖設(shè)計(jì)，必須要熟悉設(shè)計(jì)軟件和Linux系統(tǒng)。設(shè)計(jì)軟件的學(xué)習(xí)，后續(xù)會(huì)詳細(xì)說(shuō)明。先學(xué)習(xí)UbuntuLinux系統(tǒng)指令。Ubuntu系統(tǒng)具有X-Window視圖窗口和字符終端窗口，X-Window視圖窗口操作方法和Windows類似，這里就不再說(shuō)明。在Ubuntu系統(tǒng)下包含了很多日常用到的命令(大約有2000多條）。下面對(duì)Ubuntu系統(tǒng)中經(jīng)常會(huì)遇到的一些命令做簡(jiǎn)單介紹，具體的步驟也可以參見各個(gè)命令對(duì)應(yīng)的聯(lián)機(jī)幫助手冊(cè)。1.使用pwd來(lái)判定當(dāng)前目錄2.使用cd命令來(lái)改變所在目錄3.要改換到根登錄和根目錄，su命令4.使用ls來(lái)查看目錄步驟5.定位文件和目錄命令locate6.清除終端命令clear7.創(chuàng)建文件touch和目錄命令mkdir8.復(fù)制文件cp9.移動(dòng)文件mv10.刪除文件和目錄rm11.歷史命令和Tab自動(dòng)補(bǔ)全12.Linux文件權(quán)限chmod13.歸檔、壓縮命令tar2024/1/15項(xiàng)目1集成電路版圖認(rèn)知任務(wù)1.1集成電路版圖設(shè)計(jì)平臺(tái)介紹Vi編輯器的使用Vi/Vim(Visualedit)是Linux系統(tǒng)中重要的文本編輯工具，也是最常用的一種工具，因此，熟悉vi是學(xué)習(xí)使用Linux系統(tǒng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。vi是一個(gè)簡(jiǎn)單的應(yīng)用程序。它在shell提示內(nèi)打開，并允許用戶查看、搜索和修改文本文件。基本上vi分為三種模式，分別是“普通模式”，“編輯（插入）模式”和“指令列（末行）命令模式”三種。這三種模式的作用是：（1）普通模式：當(dāng)vi處理一個(gè)文件的時(shí)候，一進(jìn)入該文件就是普通模式了。在這個(gè)文件中可以使用“上下左右”按鍵來(lái)移動(dòng)光標(biāo)，也可以使用“刪除字符”或“刪除整行”來(lái)處理文件步驟，還可以使用“復(fù)制，粘貼”來(lái)處理你的文件數(shù)據(jù)。（2）編輯模式：在普通模式中可以處理刪除，復(fù)制，粘貼等等的動(dòng)作，但是卻無(wú)法編輯的。要等到你按下“i,I,o,O,a,A,r,R”等字母之后才能進(jìn)入編輯模式。如果要回到普通模式時(shí)，則必須要按下“ESC”這個(gè)按鍵即可退出編輯模式。（3）指令列命令模式：在普通模式中，輸入“:或/或？”就可以將光標(biāo)移動(dòng)到最底下那一行，在這個(gè)模式當(dāng)中，可以提供你“搜索資料”的功能，而讀取，存盤，大量取代字符，離開vi，顯示行號(hào)等等的動(dòng)作都是在此模式中完成的。ThankYou!2024/1/15李亮《集成電路版圖設(shè)計(jì)項(xiàng)目教程》2024/1/15項(xiàng)目1集成電路版圖認(rèn)知集成電路版圖設(shè)計(jì)平臺(tái)介紹一EDA軟件二集成電路版圖設(shè)計(jì)基礎(chǔ)三CMOS工藝與版圖設(shè)計(jì)圖層四2024/1/152024/1/15項(xiàng)目1集成電路版圖認(rèn)知任務(wù)1.2EDA軟件EDA是集成電路（IC）設(shè)計(jì)必需、也是最重要的軟件設(shè)計(jì)工具，現(xiàn)代EDA工具幾乎涵蓋了IC設(shè)計(jì)的方方面面，具有的功能十分全面，可以粗略的劃分為前端技術(shù)、后端技術(shù)和驗(yàn)證技術(shù)，各個(gè)技術(shù)之間有所重合。國(guó)內(nèi)從事EDA研究的公司有華大九天、芯禾科技、廣立微、博達(dá)微、芯愿景、圣景微、芯聯(lián)成等。目前全球IC設(shè)計(jì)EDA產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局主要由Cadence、Synopsys和西門子旗下的MentorGraphics壟斷。主流EDA基本發(fā)展?fàn)顩r。1）Synopsys成立于1986年，在2008年成為全球排名第一的EDA軟件工具領(lǐng)導(dǎo)廠商，為全球電子市場(chǎng)提供技術(shù)先進(jìn)的集成電路設(shè)計(jì)與驗(yàn)證平臺(tái)。2）Cadence成立于1988年，是EDA行業(yè)銷售排名第二的公司。Cadence產(chǎn)品涵蓋了電子設(shè)計(jì)的整個(gè)流程，包括系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)、功能驗(yàn)證、集成電路綜合及布局布線、IC物理驗(yàn)證、模擬混合信號(hào)及射頻集成電路設(shè)計(jì)、全定制集成電路設(shè)計(jì)等。3）MentorGraphics成立于1981年，是一家EDA軟件和硬件公司。Mentor的工具雖沒有前兩家全面，沒有涵蓋整個(gè)芯片設(shè)計(jì)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)，但在有些領(lǐng)域，如集成電路版圖驗(yàn)證Calibre工具等方面有相對(duì)獨(dú)到之處。2024/1/15項(xiàng)目1集成電路版圖認(rèn)知任務(wù)1.2EDA軟件1.Cadence設(shè)計(jì)工具介紹集成電路的蓬勃發(fā)展有賴于EDA工具。其中大部分設(shè)計(jì)使用的是Cadence系列工具。Cadence在仿真、電路圖設(shè)計(jì)、自動(dòng)布局布線、版圖設(shè)計(jì)及驗(yàn)證等方面卻有著絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。設(shè)計(jì)者常用的工具有:電路圖設(shè)計(jì)工具Composer,電路模擬工具AnalogArtist,版圖設(shè)計(jì)工具VirtuosoLayoutEditor,版圖驗(yàn)證工具Diva、Assura、Dracula。2.CadenceVirtuoso設(shè)計(jì)平臺(tái)Virtuoso的模擬電路設(shè)計(jì)平臺(tái)是一個(gè)全定制設(shè)計(jì)平臺(tái)的模擬電路設(shè)計(jì)與仿真環(huán)境。包括：原理圖編輯器是全定制設(shè)計(jì)平臺(tái)的設(shè)計(jì)合成環(huán)境；版圖編輯器是業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的基本全定制物理版圖設(shè)計(jì)工具；設(shè)計(jì)規(guī)則檢查器(DRC)；版圖原理圖(LVS)驗(yàn)證器；寄生參數(shù)提取(RCX)等。3.VirtuosoLayoutSuite設(shè)計(jì)平臺(tái)LayoutSuite設(shè)計(jì)平臺(tái)包含L（高級(jí)全定制多邊形編輯）、XL（更靈活的原理圖驅(qū)動(dòng)和約束驅(qū)動(dòng)式輔助全定制版圖）、GXL（自動(dòng)化全定制版圖）三種工具。本書的版圖設(shè)計(jì)就是基于VirtuosoLayout的基礎(chǔ)L設(shè)計(jì)平臺(tái)。4.CALIBRE驗(yàn)證工具目前，業(yè)界常用的版圖驗(yàn)證工具是CadenceDracula和MentorCalibre。其中Calibre工具已經(jīng)被眾多設(shè)計(jì)公司使用。Calibre驗(yàn)證工具，已作為CadenceVirtuoso的插件，Virtuoso用戶能夠直接調(diào)用Calibre進(jìn)行版圖驗(yàn)證工作。本書的版圖驗(yàn)證就是基于Calibre。ThankYou!2024/1/15李亮《集成電路版圖設(shè)計(jì)項(xiàng)目教程》2024/1/15項(xiàng)目1集成電路版圖認(rèn)知集成電路版圖設(shè)計(jì)平臺(tái)介紹一EDA軟件二集成電路版圖設(shè)計(jì)基礎(chǔ)三CMOS工藝與版圖設(shè)計(jì)圖層四2024/1/152024/1/15項(xiàng)目1集成電路版圖認(rèn)知任務(wù)1.3集成電路版圖設(shè)計(jì)基礎(chǔ)版圖設(shè)計(jì)類型分為：標(biāo)準(zhǔn)版圖設(shè)計(jì)、半定制版圖設(shè)計(jì)、和全定制版圖設(shè)計(jì)。1.集成電路中的標(biāo)準(zhǔn)版圖設(shè)計(jì)主要數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)單元。包括：組合邏輯單元和時(shí)序邏輯單元。2.集成電路中的半定制版圖設(shè)計(jì)在半定制版圖設(shè)計(jì)中，如具有6個(gè)晶體管的SRAM或者僅有1個(gè)晶體管1個(gè)電容的DRAM，它們的標(biāo)準(zhǔn)小單元高度和寬度尺寸設(shè)置與標(biāo)準(zhǔn)邏輯單元無(wú)關(guān)，需要單獨(dú)設(shè)計(jì)。還有一類特殊的半定制版圖稱為客戶自有技術(shù)，在專用集成電路（ASIC）中經(jīng)常采用。閃存（flashmemory）的基本單元（NAND和NOR單元）與上述SRAM和DRAM的基本單元類似，也是采用半定制版圖設(shè)計(jì)。3.集成電路中的全定制版圖設(shè)計(jì)在模擬和混合信號(hào)芯片設(shè)計(jì)中，包括常見的模擬前端控制器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)、運(yùn)算放大器(OPAMP)和比較器(Comparator)等。更多地采用了全定制版圖設(shè)計(jì)方法。熟練地掌握了標(biāo)準(zhǔn)單元版圖設(shè)計(jì)和半定制版圖設(shè)計(jì)之后，對(duì)于全定制版圖設(shè)計(jì)方能駕輕就熟，運(yùn)用自如。2024/1/15項(xiàng)目1集成電路版圖認(rèn)知版圖設(shè)計(jì)流程版圖設(shè)計(jì)的一般流程可以表述為：首先對(duì)版圖進(jìn)行規(guī)劃，把整個(gè)電路劃分成若干個(gè)單元，然后，確定各個(gè)模塊在芯片中的具體位置，完成各個(gè)單元版圖及單元之間的互連設(shè)計(jì)，最后對(duì)版圖進(jìn)行驗(yàn)證。版圖規(guī)劃準(zhǔn)備好進(jìn)行版圖設(shè)計(jì)的電路圖或者網(wǎng)表，整理出一份版圖設(shè)計(jì)前的清單，設(shè)計(jì)版圖，可以參考一些相同類型或相同工藝的設(shè)計(jì)。右圖所為一個(gè)版圖規(guī)劃步驟。任務(wù)1.3集成電路版圖設(shè)計(jì)基礎(chǔ)2024/1/15版圖驗(yàn)證集成電路版圖常規(guī)驗(yàn)證的項(xiàng)目包括下列4項(xiàng)：(1)DRC(DesignRuleCheck)設(shè)計(jì)規(guī)則檢查設(shè)計(jì)規(guī)則是集成電路版圖各種幾何圖形尺寸的規(guī)范，不同的集成電路工藝都具有與之對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)則。由于這個(gè)驗(yàn)證項(xiàng)目的重要性，DRC為版圖驗(yàn)證的必做項(xiàng)目。(2)ERC(ElectricalRuleCheck)電學(xué)規(guī)則檢查ERC檢查版圖是否有基本的電氣錯(cuò)誤。(3)LVS(LayoutVersusSchematic)版圖和電路圖一致性檢查L(zhǎng)VS是把設(shè)計(jì)好的版圖和電路圖進(jìn)行對(duì)照和比較，要求兩者達(dá)到完全一致。如果有不符之處將以報(bào)告形式輸出。LVS通常在DRC檢查無(wú)誤后進(jìn)行，它是版圖驗(yàn)證的另一個(gè)必查項(xiàng)目。(4)LPE(LayoutParasiticExtraction)版圖寄生參數(shù)提取LPE是根據(jù)集成電路版圖來(lái)計(jì)算和提取節(jié)點(diǎn)的固定電容電阻、二極管的面積和周長(zhǎng)、MOS管的柵極尺寸、雙極型器件的尺寸等，還可以提取寄生電阻和寄生電容參數(shù)，以便進(jìn)行精確的電路仿真。在上述項(xiàng)目中，DRC和LVS是必須要做的驗(yàn)證，LPE用來(lái)版圖后仿真。而ERC一般在做DRC時(shí)同時(shí)完成，并不需要單獨(dú)進(jìn)行。項(xiàng)目1集成電路版圖認(rèn)知任務(wù)1.3集成電路版圖設(shè)計(jì)基礎(chǔ)2024/1/15項(xiàng)目1集成電路版圖認(rèn)知任務(wù)1.3集成電路版圖設(shè)計(jì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)流程及工具在主流EDA工具上，按設(shè)計(jì)流程逐步完成版圖設(shè)計(jì)、仿真。版圖設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易流程，設(shè)計(jì)所需工具如下表所示。流程功能工具1)電路圖繪制，前仿真電路設(shè)計(jì)VirtuosoSchematicEditorIC5141&610-6182)版圖繪制版圖設(shè)計(jì)CadenceVirtuosoEditorIC5141&610-6183)版圖設(shè)計(jì)規(guī)則驗(yàn)證DRC驗(yàn)證MentorCalibrelnteractiveDRCV2008-2019LVS驗(yàn)證MentorCalibreInteractiveLVSV2008-20194)后仿真版圖寄生參數(shù)提取MentorCalibreInteractivePEXV2008-2019ThankYou!2024/1/15李亮《集成電路版圖設(shè)計(jì)項(xiàng)目教程》2024/1/15項(xiàng)目1集成電路版圖認(rèn)知集成電路版圖設(shè)計(jì)平臺(tái)介紹一EDA軟件二集成電路版圖設(shè)計(jì)基礎(chǔ)三CMOS工藝與版圖設(shè)計(jì)圖層四2024/1/152024/1/15項(xiàng)目1集成電路版圖認(rèn)知任務(wù)1.4CMOS工藝與版圖設(shè)計(jì)圖層CMOS集成電路具有功耗低、速度快、抗干擾能力強(qiáng)、集成度高等眾多優(yōu)點(diǎn)。CMOS工藝已成為當(dāng)前大規(guī)模集成電路的主流工藝技術(shù)，絕大部分集成電路都是用CMOS工藝制造的。CMOS制造工藝要求在同一塊芯片襯底上形成NMOS和PMOS晶體管。NMOS晶體管是做在P型硅襯底（P-Substrate，P-Sub）上的，而PMOS晶體管是做在N型硅襯底上的。要將兩種晶體管都做在同一個(gè)硅襯底上，就需要在硅襯底上制作一塊反型區(qū)域，該區(qū)域被稱為“阱”。根據(jù)阱的不同，CMOS工藝分為P阱CMOS工藝、N阱CMOS工藝以及雙阱CMOS工藝。P型阱制作在N型襯底上；而N型阱制作在P型襯底上。在雙阱CMOS技術(shù)中，為了優(yōu)化器件，可以生成與襯底類型相同的阱。其中N阱CMOS工藝由于工藝簡(jiǎn)單、電路性能較P阱CMOS工藝更優(yōu)，從而獲得廣泛的應(yīng)用。2024/1/15項(xiàng)目1集成電路版圖認(rèn)知任務(wù)1.4CMOS工藝與版圖設(shè)計(jì)圖層制造工藝的簡(jiǎn)化步驟首先在硅襯底中摻雜生成N阱區(qū)域；然后，在NMOS和PMOS有源區(qū)的四周逐漸形成場(chǎng)氧化層；隨后，形成柵極氧化層并制作柵極；再通過摻雜形成源、漏區(qū)；繼續(xù)制作接觸孔、通孔和金屬布線層；最后完成鈍化、引線鍵合、封裝、測(cè)試。一個(gè)簡(jiǎn)單的芯片制造流程完成了。2024/1/15項(xiàng)目1集成電路版圖認(rèn)知任務(wù)1.4CMOS工藝與版圖設(shè)計(jì)圖層光刻光刻就是將每一層掩膜上的圖形轉(zhuǎn)移到芯片上的各個(gè)特定層。對(duì)每一層都要使用不同的掩膜版進(jìn)行光刻。步驟是在整個(gè)氧化層表面覆蓋一層感光的光刻膠，經(jīng)光刻掩膜版后用紫外線曝光，被曝光區(qū)域變成可溶解的，被刻蝕掉，留下成型的圖案。光刻時(shí)存在正膠光刻和負(fù)膠光刻。2024/1/15項(xiàng)目1集成電路版圖認(rèn)知任務(wù)1.4CMOS工藝與版圖設(shè)計(jì)圖層N阱CMOS工藝簡(jiǎn)化的N阱CMOS工藝使用8塊掩模版的流程（高級(jí)一些的工藝用12塊掩模版或更多）。1）N阱掩膜版。在P型硅摻雜（如三價(jià)硼和鋁）襯底上制作N阱，在二氧化硅層上通過光刻，刻蝕出N阱窗口，進(jìn)行N阱摻雜（如5價(jià)的磷或砷），然后再重新生長(zhǎng)薄氧化層。2）薄氧化區(qū)版（即有源區(qū)版）。確定PMOS晶體管、NMOS晶體管的有源區(qū)（即源、漏、柵區(qū)），然后完成場(chǎng)氧化層的生長(zhǎng)，以及重新生長(zhǎng)高質(zhì)量的薄氧化層（即柵氧化層）。2024/1/15項(xiàng)目1集成電路版圖認(rèn)知任務(wù)1.4CMOS工藝與版圖設(shè)計(jì)圖層N阱CMOS工藝3）光刻多晶硅掩膜版。制作多晶硅柵，以及用作連線和電阻的多晶硅。首先在新生長(zhǎng)的柵氧化層上淀積多晶硅，然后刻蝕出所需的多晶硅。4）P型重?fù)诫s區(qū)（P+）掩膜版。制作PMOS晶體管的源、漏、柵以及NMOS晶體管的襯底歐姆接觸。說(shuō)明一下：多晶硅柵本身作為源、漏摻雜離子的掩膜，離子被多晶硅柵阻擋，不會(huì)進(jìn)入柵下的硅表面，這稱為硅柵自對(duì)準(zhǔn)工藝。2024/1/15項(xiàng)目1集成電路版圖認(rèn)知任務(wù)1.4CMOS工藝與版圖設(shè)計(jì)圖層N阱CMOS工藝5）N型重?fù)诫s區(qū)（N+）掩膜版。N+區(qū)掩膜是P+區(qū)的負(fù)版，即硅片上所有非P+區(qū)均進(jìn)行N+離子的摻雜。有源區(qū)域是薄氧化層，利用硅柵自對(duì)準(zhǔn)工藝完成NMOS晶體管的源、漏、柵以及PMOS晶體管的襯底歐姆接觸，然后生長(zhǎng)氧化層。6）接觸孔掩膜版。刻出PMOS晶體管、NMOS晶體管的源、漏、柵，以及襯底接觸的引線孔，然后淀積一層金屬膜。2024/1/15項(xiàng)目1集成電路版圖認(rèn)知任務(wù)1.4CMOS工藝與版圖設(shè)計(jì)圖層N阱CMOS工藝7）金屬掩膜版。在金屬膜上刻出所需的元器件電極引線和金屬互連。8）鈍化層光刻掩膜版。先淀積一層鈍化膜（如氮化硅或磷硅玻璃等），避免雜質(zhì)侵入或損傷；然后刻出芯片的壓焊區(qū)（PAD，用來(lái)和外部進(jìn)行連接）以及芯片內(nèi)部引出的測(cè)試點(diǎn)（用于測(cè)試）。2024/1/15項(xiàng)目1集成電路版圖認(rèn)知任務(wù)1.4CMOS工藝與版圖設(shè)計(jì)圖層版圖繪圖層根據(jù)N阱CMOS的制造工藝，可以確定對(duì)應(yīng)工藝下版圖設(shè)計(jì)中的繪圖層。繪圖層是指完成集成電路版圖設(shè)計(jì)所需要的分層數(shù)目。以N阱CMOS工藝為例，通常情況下，關(guān)鍵繪圖層（Area）的種類有：N阱層(N-Well)；有源區(qū)層(Active)；多晶硅柵層(Poly)；P型摻雜層(P-Select)；N型摻雜層(N-Select)；接觸孔層(Contact)；通孔層(Via)；金屬層(Metal)；文字標(biāo)注層(Text)和焊盤層(Pad)等。2024/1/151.N阱層N阱用來(lái)確定N型襯底的區(qū)域。PMOS晶體管是作在N阱中的，N阱一般連接到電源VDD上。圖示是N阱的截面圖和版圖。項(xiàng)目1集成電路版圖認(rèn)知任務(wù)1.4CMOS工藝與版圖設(shè)計(jì)圖層2024/1/15項(xiàng)目1集成電路版圖認(rèn)知任務(wù)1.4CMOS工藝與版圖設(shè)計(jì)圖層2.有源區(qū)層有源區(qū)是導(dǎo)電區(qū)域，對(duì)應(yīng)場(chǎng)區(qū)（場(chǎng)氧區(qū)）是絕緣區(qū)即非導(dǎo)電區(qū)域。晶體管的源區(qū)和漏區(qū)都屬于有源區(qū)，源區(qū)和漏區(qū)分別在多晶硅柵兩旁的有源區(qū)上。有源區(qū)旁的場(chǎng)氧區(qū)起隔離的作用。圖示是有源區(qū)的截面圖和版圖。2024/1/15項(xiàng)目1集成電路版圖認(rèn)知任務(wù)1.4CMOS工藝與版圖設(shè)計(jì)圖層3.N型摻雜區(qū)層和P型摻雜區(qū)層將N型離子或P型離子注入到N型摻雜區(qū)（形成PMOS晶體管）或P型摻雜（形成NMOS晶體管）中形成MOS晶體管。N型摻雜區(qū)或P型摻雜區(qū)（N+或P+）結(jié)合對(duì)應(yīng)有源區(qū)共同形成了擴(kuò)散區(qū)（diffusion）或離子注入（implant）區(qū)。N+區(qū)域是通過將砷或磷離子注入到硅片上有源區(qū)得到的。P+區(qū)域的形成是通過將硼離子注入到硅片上有源區(qū)得到的。N+區(qū)域的截面圖和版圖如圖示。2024/1/15項(xiàng)目1集成電路版圖認(rèn)知任務(wù)1.4CMOS工藝與版圖設(shè)計(jì)圖層4.多晶硅柵層集成電路中的柵極通常用多晶硅來(lái)進(jìn)行淀積。多晶硅除了可以用來(lái)淀積柵極之外，還可以用來(lái)生成電阻。另外，多晶硅柵層和金屬層一樣也可用于互連。5.金屬層金屬層在集成電路芯片中起互連的作用。通常情