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Layout-Day4-匹配

TradeOff:matching vs parasitics

一.非理想因素

1.LOD、WPE、PPE

该现象应该在设计时被考虑

①STI Stress(LOD):浅沟槽隔离应力

(1)产生:有源区(ACT)与场氧区(STI)的热膨胀系数不同,STI给ACT的沟道一个力,使其特性偏离原有特性(可以达到$20\%$的$g_{m}$)

STI Stress可以由PEX提取出来进行后仿

(2)解决:①把源漏区画的大一点,让STI离沟道远一点②或者加dummy管阻隔STI

②$WPE$阱偏效应

(1)产生:NWell边缘的离子浓度高

(2)解决:加dummy管,原理阱边缘

③PPE多晶硅效应

(1)产生:Gate靠近Gate(元器件周围环境)不一致导致刻蚀速度的不同

解决方法:

· 加入dummy,让每个Unit Device周围环境一样

2.Metal over transistor

(1)产生:最后一步注入$H_{2}$清洗掉多余氧原子时,金属层覆盖阻碍了$H_{2}$进入底部;

(2)解决:沟道($mosfet$)上方不要去覆盖金属

3.Asymmetry:源漏非对称

(1)产生:加工时,离子是倾斜注入的(防止注入过深)

(2)解决:

①A与B的Gate方向应该平行

②对于单个mos而言,可以用finger/multiplier进行拆解(D、S都减去一部分,比值不变)

4.Gradients 热梯度

(1)产生:热梯度使得$t_{ox}$不同,栅氧层厚度不同,使得$V_{th}$就不同

(2)解决:

①一维度的情况:共轴心

· 叉指排列为:AABBAABB(轴心靠近)/ABBAABBA(轴心重合)

②二维的情况:共质心

· 拆成更多的管子则可以抑制高阶的非线性梯度

常见的排列:

一个例子(用了poly层连线)

5.Side etching(侧边刻蚀)

(1)产生:刻蚀时造成元器件的比值特性改变

(2)解决:$UnitDevice$

6.Random mismatch随机失配

(1)解决:加大尺寸($\sigma _{\Delta P} = \frac{A_{p}}{\sqrt{WL}}$)

二.电容的匹配方法

1.$C_{1}C_{2}$共质心

2.周围要围上dummy(dummy不一定要与$C_{1}、C_{2}$大小相同,需要让dummy每个电容环境一样)

①dummy管一定要短路(上下极板接地)

②dummy管最好用multiplier

③用Unit capacitor

④加guard ring减小电容噪声

★⑤连线长度要相等

⑥要远离power device与应力区(热梯度)

⑦要使用更大的单位电容(Random mismatch)

⑧电源上方要没有Metal线(Metal over transistor)

三.Symmetry at Transistor V.S. Symmetry at Top-level

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