集成电路版图设计习题答案第九章集成电路版图设计实例

第9章集成电路版图设计实例
【习题答案】
1．版图设计关于数字地和模拟地的考虑事项是什么？
答：一般的模拟集成电路中，通常既有数字信号又有模拟信号，数字信号和模拟信号之间容易发生干扰。

在版图设计过程中，还要考虑地噪声对电路的影响。

即在整体版图的设计中，需着重考虑电路噪声问题，按照尽量降低噪声的原则进行电路的整体布局。

首先，在总体版图的布局上，尽量将数字部分远离模拟部分，如果总体电路中模拟部分偏多，则在版图设计中将数字部分放在靠边的位置，而且把模拟部分中最容易被数字干扰的部分放到离数字部分最远的位置，同时在数字部分和模拟部分中间用接地的衬底接触来进行隔离，反之亦然。

其次，采用隔离环设计，对每个单元模块都用一层接地的衬底接触，一层接电源的N阱构成的隔离环来进行隔离。

对于整个模拟部分和数字也分别采用相同的隔离环隔离，数字电路的隔离环可以吸收数字电路的衬底噪声，从而可以减少通过衬底串扰到模拟电路的衬底噪声。

隔离环包的层数越多，理论上吸收衬底噪声效果越好。

但是要避免数字电路的p隔离环紧靠模拟电路的p型隔离环，因为在这种情况下数字地的噪声会串扰到模拟地。

从而使模拟地受到干扰。

最后，除了数字模块之外的其它单元模块尽量将距离缩短，这样一方面能尽量地减少互连线经过别的区域引入噪声，同时也能降低引线过长引起电压信号的衰减。

2．总结自己的版图设计技巧和经验。

3. 共质心MOS管设计时的注意事项是什么？
答：低精度要求可采用一维共质心，高精度要求必须采用二维共质心。

共质心设计时需保证MO管的对称性和电流通路的对称性。

4. 静电保护的种类以及版图设计注意事项。

答：常用的二极管式的静电保护分为两种方式，一种是用MOS晶体管连接成二极管形式的静电保护，一种利用CMOS工艺中二极管的静电保护。

在MOS型静电保护版图设计中，主要考虑以下几点：
●MOS管要分成多个管，叉指结构，以便形成多支路共同放电。

●因为放电瞬间流经MOS管的电流特别大，构成整个放电通路的任何导线的宽度一定要有足够保
证，而且CMOS工艺对于每个接触孔能通过的电流密度还有要求，因此还要保证放电通路导线上孔的数目应尽量多。

●MOS型静电保护因为具有PMOS和NMOS两种类型的管子，因此放电时可能会引发CMOS电路
的闩锁效应。

因此，在设计时，一定要保证在PMOS管和NMOS管之间一定都要有各自的衬底接触（或阱接触），同时让PMOS管和NMOS管之间的距离应尽量远。

●静电放电时，会在导线和多晶栅的接触孔上会产生瞬时高温，为此，在多晶栅上的接触孔的边缘
应该离包围其的金属边缘远一些。

直接利用CMOS工艺中的二极管设计静电保护，该方式的优点是寄生电容比MOS型保护要小。

在静电放电保护电路中，限流电阻对于静电保护效果也很重要，因为如果没有限流电阻或者别的限流措施的话，虽然钳位电路能够完成钳位功能，但是如果在芯片受到静电放电的时候上下保护管没能有效地释放电流，那么很可能会有一部分大电流会经过PAD流入芯片内部，从而损坏芯片。

因此限流电阻版图设计十分必要，在设计限流电阻版图主要考虑以下几个方面：
1. 电阻尽量做的尽量宽一些，主要有两方面的考虑，一是电阻本身做的宽能够有更大的电流容限，二是电阻做的宽，可以在其上放置更多的接触孔。

2．电阻两头的接触孔一定要离金属的边缘远一些，因为在静电放电时，瞬间会有大电流，放电通路上会产生一个瞬时的高温，相比较与单纯的金属而言，用于连接金属和电阻的接触孔的阻值较大，温度会更高，所以包围接触孔的金属的边缘要远离接触孔，防止金属烧断。