【正文】 于 NOR 的 64 位 ROM 陣列真值表 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 在實(shí)際的 ROM 版圖中，陣列在初始制造時，每個行與列的交點(diǎn)都有一個nMOS 管。圖 22 所示為在一個 NOR ROM 陣列中， 4 個 nMOS 晶體管形成了有兩條金屬位線和兩條多晶硅字線的交點(diǎn)。為了在特定地址位置存儲一個“ 0”，相應(yīng)的晶體管漏極必須經(jīng)過金屬擴(kuò)散觸點(diǎn)連到金屬位線。 圖 22 一種 NOR ROM 陣列的版圖示例 9 9 第 3 章 基于 NOR 的非易失存儲器版圖設(shè)計(jì) 集成電路掩模版圖設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)集 成電路制造所必不可少的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，它不僅關(guān)系到集成電路的功能是否正確，而且也會極大程度地影響集成電路的性能、成本與功能。 集成電路的出現(xiàn)于飛速發(fā)展徹底改變了人類文明和人們?nèi)粘Ｉ畹拿婺俊? 版圖設(shè)計(jì)是創(chuàng)建工程制圖（網(wǎng)表）的精確的物理描述的過程，而這一物理描述遵守由制造工藝、設(shè)計(jì)流程以及通過仿真顯示為可行的性能要求所帶來的一系列約束。 版圖設(shè)計(jì)流程 版圖設(shè)計(jì)的流程由設(shè)計(jì)方法決定。 版圖設(shè)計(jì)的流程一般可表述為首先把整個電路劃分成若干個模 塊；然后對版圖進(jìn)行規(guī)劃，確定各個模塊在芯片中的具體位置；完成各個模塊的版圖及模塊之間的互連；最后對版圖進(jìn)行驗(yàn)證。 影響設(shè)計(jì)規(guī)則的因素有制造成本、成品率、最小特征尺寸、制造設(shè)備和工藝的成熟度以及集成電路的市場需求等。優(yōu)點(diǎn)：版圖設(shè)計(jì)獨(dú)立于工藝和實(shí)際尺寸 。目前一般雙極 型 集成電路的研制和生產(chǎn)，通常采用這類設(shè)計(jì)規(guī)則。這種方法的好處是各尺寸可相對獨(dú)立地選擇，可以把每個尺寸定得更合理，所以電路性能好，芯片尺寸小。 下面將主要介紹以微 米為單位的設(shè)計(jì)規(guī)則，主要包括：線寬規(guī)則、間距規(guī)則、交疊規(guī)則、延伸規(guī)則、包圍規(guī)則、最小面積規(guī)則等。在利用 DRC(設(shè)計(jì)規(guī)則檢查 )對版圖進(jìn)行幾何規(guī)則檢查時，對于寬度低于規(guī)則中指定的最小寬度的幾何圖形，計(jì)算機(jī)將給出錯誤提示。 圖 32 間距的定義 交疊 規(guī)則 交疊有兩種形式： a)一幾何圖形內(nèi)邊界到另一圖形的內(nèi)邊界長度 (overlap)，如圖 33(a) b)一幾何圖形外邊界到另一圖形的內(nèi)邊界長度 (extension)，如圖 33(b) 圖 33 交疊 的定義 如為了保證接觸孔位于多晶硅與第一層 金屬的正方形區(qū)域內(nèi)，應(yīng)使多晶硅與第一層金屬均在接觸孔周圍有足夠的余量。例如，為確保晶體管在有源區(qū)邊緣正常工作，多晶硅柵極必須在有源區(qū)以外具有最小延伸。 天線效應(yīng) 假設(shè)一個小尺寸 MOS 管的柵極與具有很大面積的第一層金屬連線接在一起，如圖 35(a)所示，在 刻蝕第一層金屬時，這片金屬像一根“天線”，收集離子，是其電位升高，因此，在制造工藝中，這個 MOS 管的柵電壓可增大到使柵氧化層擊穿，并且這種擊穿不能恢復(fù)。因此，亞微米 CMOS 工藝通常限制了這種幾何圖形的總面積，從而將柵氧化層被迫壞的可能性減到最小，如果有必要使用大面積的幾何圖形，就必須像一樣，斷開第一層金屬。 (a) (b) 圖 35 天線效應(yīng) 版圖驗(yàn)證 版圖驗(yàn)證是指采用專門的軟件工具，對版圖進(jìn)行幾個項(xiàng)目的驗(yàn)證。只有經(jīng)歷了這些驗(yàn)證過程且合格的版圖才能放心的用來制作光刻掩模板，否則，版圖設(shè)計(jì)中的錯誤，哪怕是一個十分微小的錯誤都會使制造的芯片報廢。不同的集成電路工藝都具有與之相對應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)則，因此設(shè)計(jì)規(guī)則檢查與集成電路的工藝有關(guān)。 LVS(Layout Versus Schematic)版圖和電路圖一致性檢查 LVS 是把設(shè)計(jì)好的版圖和電路圖進(jìn)行對照和比較，要求兩者達(dá)到完全一致，原則上應(yīng)對一 下級方面進(jìn)行驗(yàn)證： 1）所有信號的電氣連接關(guān)系。 2）器件尺寸：晶體管的寬度和長度，電阻大小，電容大小。 如果有不符合之處將一報告形式輸出。 基于 NOR的非易失版圖實(shí)現(xiàn) 8 位 8位非易失存儲器電路圖 根據(jù)之前規(guī)則畫出電路圖如圖 36 所示： 14 14 圖 36 8 位 8 位非易失存儲器電路圖 8 位 8位非易失存儲 器版圖 根據(jù)規(guī)定規(guī)則，采用 CMOS 工藝做出存儲器版圖如圖 37 所示： 15 15 圖 37 8 位 8 位非易失存儲器版圖 DRC 檢測 版圖 DRC 結(jié)果如圖 38 所示： 16 16 圖 38 DRC 檢測結(jié)果 從 DRC 結(jié)果圖可以看出，本次所設(shè)計(jì)的版圖不存在設(shè)計(jì)規(guī)則上的錯誤，即版圖設(shè)計(jì)的線寬、包圍和連接上沒有問題，應(yīng)該算是成功的。雖然目前非易失存儲器最先進(jìn)就是閃存， 生產(chǎn)商們正在開發(fā)多種新技術(shù)，以便使閃存 也擁有像 DRAM 和 SDRAM 那樣的高速、低價、壽命長等特點(diǎn)。 PFRAM 的讀寫次數(shù)也有限，并且其讀取也是破壞性的，就像 FRAM 一樣。在設(shè)計(jì)電路圖的時候，就要考慮如何為版圖的設(shè)計(jì)節(jié)省面積，還有對數(shù)字電路要有廣泛的研究，不能出現(xiàn)明顯的電路失誤。經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我從中學(xué)到很多，或許將來我會從事非易失存儲器的研發(fā)工作，那么現(xiàn)在做的研究都是我以后的寶貴的基礎(chǔ)。 18 18 參考文獻(xiàn) [1] SungMo Kang 著 . CMOS 數(shù)字集成電路 .美國：電子工業(yè)出版社 .2021 [2] Kang 著 . IC 版圖設(shè)計(jì)通用方法 .美國：電子工業(yè)出版社 .1996 [3]陸瑞強(qiáng)等著 .集成電路設(shè)計(jì)與布局實(shí)戰(zhàn)指導(dǎo) .中國：科學(xué)出版社 .2021 [4]朱正涌．半導(dǎo)體集成電路 [M]．北京 ：清華大學(xué)出版社， 2021 [5] 姚均蒲．雙極型和 MOS 半導(dǎo)體器件原理 [M]. 上海：復(fù)旦大學(xué)出版社，1990． 9J WKf f wvGt YM *Jgamp。QA9wkxFyeQ^! djsXuyUP2kNXpRWXm Aamp。849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTamp。M uWFA5uxY7J nD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%M z849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。M uWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。gTXRm 6X4NGpP$v STamp。M uWFA5uxY7J nD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%M z849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。MuWFA5uxY7J nD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。M uWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。MuWFA5uxY7J nD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。gTXRm6X4NGpP$vSTamp。6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。UE9aQGn8xp$Ramp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。M uWFA5uxY7J nD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%M z849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。M uWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。M uWFA5uxY7J nD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn%M z849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。6a*CZ7H$dq8Kqf HVZFedswSyXTyamp。UE9aQGn8xp$Ramp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3tnGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3tnGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3t nGK8! z89AmYWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3tnGK8!z89Am UE9aQGn8xp$Ramp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3t nGK8! z89Am YWv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3t nGK8! z89Am YWv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。M uWFA5uxY7J nD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%M z849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3t nGK8! z89Am YWv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。M uWFA5uxY7J nD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%M z84! z89Am v^$UE9wEwZQcUE%amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。M uWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。M uWFA5uxY7J nD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。M uWFA5uxY7J nD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%M z849Gx^Gjqv^$U*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTamp。M uWFA5uxY7J nD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%M z849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。M uWFA5uxY7J nD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$U*3tnGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3tnGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3t nGK8! z89Am YWv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。M uWFA5uxY7J nD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%M z849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTamp。M uWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。M uWFA5uxY7J nD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%M z849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTamp。M uWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%M z849Gx^Gjqv^$U*3t nGK8! z89AmYWpa