版图设计 - 复习题

1、什么是版图设计？版图设计的依据有那些？

按照电路的要求和一定的工艺参数，设计出元件的图形,并进行排列互连，以设计出一套 供IC制造工艺中使用的光刻掩膜版的图形，称为版图或工艺复合

版图设计依据：一定功能的电路结构；一定的工艺规则；可制造性

2简述采用标准单元技术的集成电路设计流程。

功能定义与说明 设计者或高级综合设计系统 用户设计逻辑图 逻辑图输入单元逻辑符号库 逻辑模拟、时序模拟单元电路功能库 标准单元单元拓扑库布局、布线 设计系统 提取布线寄生参数工艺、电学参数 生成测试向量逻辑模拟、时序模拟 转换拓扑图为掩模版版图单元版图库 生产厂家芯片制造 3比较接触孔（contact）和通孔（via）的异同。

接触孔特指最低层金属孔，用于将最低层金属和多晶硅或者扩散层连接起来。 而通孔则是指允许更高层金属进行相互连接的孔

4什么是版图设计规则？解释?设计规则？采用这种设计规则的优点和缺点？

考虑器件在正常工作条件下，根据实际工艺水平和成品率要求，给出的一组同一工艺层及不同工艺层之间几何尺寸的限制，主要包括线宽、间距、覆盖、露头、凹口、面积等规则，分别给他们的最小值，以防止掩模图形的断裂、连接和一些不良物理效应的出现。 λ设计规则：以无量纲的“λ”为单位表示所有的几何尺寸限制，把大多数尺寸约定为λ的倍数。通常λ取栅长度L的一半。 在这类规则中，每个被规定的尺寸之间，没有必然的比例关系。这种方法的好处是各尺寸可相对独立地选择，可以把每个尺寸定得更合理，所以电路性能好，芯片尺寸小。缺点是对于一个设计级别，就要有一整套数字，而不能按比例放大、缩小 5DRC、ERC、LVS的意义。

DRC：设计规则检查。检查工艺设计，规则与补充规则。 ERC：电气规则检查。检查电气连接问题。 LVS：版图电路图对比检查。检查版图电路图的连接关系是否一致。 对于标准单元设计EDA系统而言，标准单元库应包含哪三个方面的内容？分别在设计流程的哪一步使用？

6什么是ESD？请画出双二极管的ESD保护电路。 Electrostatic discharge 静电放电

7输入I/O PAD的主要作用是什么？输出I/O PAD的主要作用有哪些？

输入单元的结构主要是输入保护电路 使集成电路内部得到一个稳定有效的信号，阻止外部干扰信号进入内部逻辑。 输出单元的主要任务是提供一定的驱动能力，防止内部逻辑过负荷而损坏。输出单元还承担了一定的逻辑功能，单元具有一定的可操作性 8对于标准单元，其尺寸有什么特点？

各单元具有相同的高度，可以有不同的宽度。单元的电源线和地线通常安排在单元的上下端，从单元的左右两侧同时出线，电源、地线在两侧的位置要相同，线的宽度要一致，以便单元间电源、地线的对接。单元的输入/输出端安排在单元的上下两边，要求至少有一个输入端或输出端可以在单元的上边和下边两个方向引出。引线具有上下出线能力的目的是为 了线网能够穿越单元

9简述数字电路版图设计和模拟电路版图设计的不同之处。

一、规模不同二、主要目标不同 数字电路的目标：优化芯片的尺寸和提高集成度 模拟电路的目标：优化电路的性能、匹配程度、速度和各种功能方面的问题。 在模拟电路版图设计中，性能比尺寸更重要。三、团队工作方式不同 在模拟集成电路的版图设计中，团队沟通更加重要。四、完成进度不同 在数字电路设计中，芯片的绝大部分电路往往在开始版图工作时，就已经完成。而模拟电路则不同，电路设计和版图设计可能会同时进行。五、创新要求不同与数字电路不同，模拟电路的版图设计重复性不多，创新很重要。 六、约束条件不同在模拟电路中，版图设计几乎没有什么规则，最终的目标就是电路的性能。数字版图 设计中的规则可以选择，也可以不选择。 七、对电路技术理解程度的要求不同模拟电路版图设计比数字电路版图设计更需要了解电路技术 10集成电路设计过程中的寄生参数有哪些？如何减小寄生电阻？

寄生电容 寄生电阻 寄生电感 一、导线长度。如果知道某些部分的布线寄生参数要小，实现方法之一就是让那一部分导线尽量短，以减少重叠。 二、选择金属层。一般来说，最关心的寄生电容来自金属层与衬底之间，因此，一般的经验是选择远离衬底的金属层走线。 降低电阻的方法：导线加宽 11名词解释：方块电阻。

薄层电阻又称方块电阻，其定义为正方形的半导体薄层，在电流方向所呈现的电阻，单位为欧姆每方。简单来说，方块电阻（Sheet Resistance）就是指导电材料单位厚度单位面积上的电阻值

12什么是根器件设计方法？这种技术解决的是版图设计中哪一方面的问题？ 13在版图设计中，为什么要采用虚设器件？请画图说明。

虚设 虚设

9 10 10 10 10 10 10 9

真正的电阻 由于工艺偏差，尤其是在进行刻蚀时，边上的器件会被刻蚀的重一些，从而使得边上的器件比中间的器件偏差要大一些，造成不匹配。

解决方法：在边上加虚设器件，这种器件没有逻辑功能，仅仅是为了预防过度刻蚀或刻蚀不均匀而设置的

14什么是版图设计中的匹配？请举例说明版图设计中的匹配技术（至少两种）。

匹配——平衡，使相搭档的器件反应完全一样。 匹配规则匹配规则匹配规则匹配规则：保持器件的方向一致。 由于不同方向上制造工艺的误差，在屏幕上看似相同的图形可能会有不同的尺寸，匹配规则之一：把需要匹配的器件相互靠近放置。避免由于周围器

件环境不同而导致匹配器件的工作差。匹配规则之二：注意周围器件。

对于标准单元设计EDA系统而言，标准单元库应包含哪三个方面的内容？分别在设计流程的哪一步使用？1逻辑单元符号库与功能单元库:逻辑图输入2拓扑单元库：布局布线3，版图单元库:转换拓扑图为掩膜版版图 集成电路设计过程中的寄生参数有哪些？ 寄生电容 寄生电阻 寄生电感

一·导线长度。如果知道某些部分的布线寄生参数要小，实现方法之一就是让那一部分导线 尽量短，以减少重叠二.选择金属层。一般来说，最关心的寄生电容来自金属层与衬底之间，因此，一般的经 验是选择远离衬底的金属层走线。

任意画一个MOS管的版图，标注管子的width和length。 根据逻辑图，写出逻辑表达式及逻辑功能。 管子的尺寸标注识别

PMOS晶体管的宽度是5μm,而NMOS晶体管的宽度是10μm。宽度的值通常放在前面。在图中，PMOS晶体管的长度是0.5μm 课件中所出现的违反规则的情况。（第4章）

画出CMOS反相器的版图，以及截面图，采用N阱工艺

基本的?设计规则图解（第4章） 类型 Diff Poly-diff Diff-diff Poly Poly- Poly Contact Diff-contact Poly-contact AL-contact AL Contact- Contact 最小间距 ? 3? 2? 4? 3? 4? 最小面积 4?*4? 最小宽度 2? 2? 5? 出头 2? 覆盖 2? 2?

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