info@panadisplay.com
Metode Pencocokan Perangkat Untuk Desain Tata Letak Sirkuit Terpadu CMOS Analog

Metode Pencocokan Perangkat Untuk Desain Tata Letak Sirkuit Terpadu CMOS Analog

Jan 17, 2018

Karena ketidakpastian dan kesalahan acak atau kesalahan gradien, beberapa tabung yang persis sama dalam teori dan sebenarnya menyimpang diproduksi dalam proses pemrosesan sirkuit terpadu. Penyimpangan ini disebut ketidakcocokan perangkat. Karakteristik sirkuit analog sangat dipengaruhi oleh karakteristik ketidakcocokan. Deskripsi akurat dari sirkuit analog sangat penting untuk desain sirkuit analog. Dengan terus berkembangnya teknologi semikonduktor dan menyusutnya dimensi pemrosesan, distribusi struktur perangkat dan parameter listrik yang disebabkan oleh distribusi parameter proses secara langsung menyebabkan ketidakcocokan perangkat dan pengurangan hasil. Oleh karena itu, ketidakcocokan komponen yang disebabkan oleh distribusi parameter proses merupakan faktor yang harus dipertimbangkan dalam proses desain tata letak. Makalah ini memperkenalkan aturan desain perangkat yang cocok untuk desain tata letak rangkaian analog, dan berfokus pada keterampilan dan metode elemen yang cocok, seperti transistor, resistor dan kapasitor, dalam desain tata letak rangkaian analog.


1. Metode desain pencocokan tata letak perangkat dasar

Sirkuit analog CMOS terutama menghasilkan sinyal tegangan dan arus yang sangat tepat. Dalam rangkaian analog ini, ada beberapa tegangan tinggi dan sinyal arus besar. Pengaruh beberapa sumber gangguan pada beberapa sinyal sensitif adalah kunci dari desain sirkuit. Pada saat yang sama, beberapa sirkuit analog telah berkembang ke arah tegangan rendah, arus kecil dan kecepatan tinggi setelah memasuki proses submikron dalam. Oleh karena itu, cara menggambar tata letak yang tepat agar sesuai dengan simulasi rangkaian analog menjadi sangat penting. Dalam makalah ini, mode pencocokan dasar tabung, tabung MOS, hambatan dan kapasitansi dalam desain tata letak sirkuit analog akan diperkenalkan.


1.1 pencocokan Layout perangkat

Aturan yang sesuai dapat membantu insinyur tata letak untuk mendapatkan lebar dan panjang transistor yang akurat dalam rangkaian analog, dan ketahanan akurat dan nilai kapasitansi, sehingga chip sirkuit analog memiliki fungsi yang sangat baik.


1.1.1 Aturan yang cocok

Aturan pencocokan bentuk dan arah tata letak sirkuit analog adalah sama, dan tata letak beberapa perangkat sensitif juga harus mengikuti aturan pencocokan tata letak. Secara umum, teknik desain pencocokan komponen harus dipertimbangkan dalam aspek-aspek berikut:

(1) Ukuran elemen: ketidakteraturan perangkat ukuran kecil mengarah pada penyimpangan perangkat. Menambah ukuran dapat meningkatkan persentase pencocokan antara dua elemen yang cocok. Tetapi ketika ukurannya terlalu besar, itu akan meningkatkan beberapa efek parasit, seperti kapasitansi parasit.

(2) Arah: perbedaan proses melintang (difusi gradien, gradien suhu, penyimpangan penyimpangan mask, dll) akan menyebabkan pencocokan perangkat. Ketika komponen dekat dan arah konsisten, ketidakcocokan yang disebabkan oleh kesalahan proses transversal dapat dikurangi. Elemen pencocokan terbaik harus memiliki bentuk yang sama, ukuran yang sama, klaster yang rapat, dan arah yang sama.

(3) Suhu: keberadaan elemen disipasi daya pada chip akan menyebabkan ketidakcocokan komponen, karena daya disipasi resistor besar atau perangkat ukuran besar akan menyebabkan gradien suhu pada chip. Misalnya, suhu sambungan dari perangkat daya tinggi akan menjadi beberapa derajat lebih tinggi daripada perangkat lain, dan arus kejenuhan kebalikan dari transistor bipolar sangat bergantung pada suhu. Oleh karena itu, perangkat yang membutuhkan pencocokan dalam desain tata letak harus sama dengan sumber panas, terutama untuk komponen kunci dalam rangkaian, seperti tabung pelepasan diferensial.

(4) Posisi lubang kontak: kadang-kadang posisi lubang kontak perangkat akan cocok dengan yang buruk, seperti yang ditunjukkan pada gambar, hambatan berbentuk sadel, ketika penyimpangan lubang kontak karena tingkat proses bergerak, peningkatan resistensi, sementara resistensi lain menurun, menghasilkan dua variabel pencocokan resistor perbedaan dalam desain, untuk menghindari menggunakan bentuk resistensi ini.

1.jpg

(5) Kawat logam: mempertimbangkan refleksi dan difraksi cahaya, untuk mengurangi penyimpangan proses antara, situasi di sekitar angka-angka kunci harus kira-kira sama, sehingga untuk menghindari ukuran grafik kunci yang terkena paparan.


Sebagai contoh, dalam transistor membutuhkan akurasi pencocokan tinggi untuk menghindari membiarkan kabel logam melalui wilayah gerbang aktif; memimpin melalui akurasi pencocokan transistor tidak tinggi, tetapi perlu menambahkan (virtual) kawat, sehingga kawat dengan panjang yang sama sepanjang saluran dari lokasi yang sama di setiap bagian array yang cocok.