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摘要在集成电路的规模变得越来越大的今天,具有开发周期短、开发成本低和可靠性高等优点的专用集成电路得到了越来越快的发展,这中间性能优良的标准单元库成为连接用户和工艺线之间不可或缺的桥梁。实践证明,没有可靠的标准单元就无法进行高水平的设计。目前集成电路技术已经发展进入超深亚微米阶段,从始,半导体制造工艺中广泛采用了亚波长光刻技术。当集成电路的特征尺寸接近曝光系统的理论分辨率极限时,光刻后的图像将发生明显的畸变,严重的影响产品的成品率。而且,随着亚波长光刻技术进一步向极限迈进,新的集成电路可制造性和成品率问题也在不断的涌现。本文针对Ⅱ波长光刻条件下标准单元设计中可能遇到的与物理设计相关的可制造性问题,提出了新的工艺规则和解决方法。使用分辨率增强技术和光刻模拟仿真,以边缘放置错误值和版图面积作为评价标准,实例表明,新的工艺规则和方法与生产厂家默认规则相比,更适合在芯片设计初始阶段提高产品成品率。有利于缩短设计周期,增强芯片的市场竞争力。最后基于改进后的规则,完成标准单元版图的可制造性设计工作。关键词:标准单元;光刻模拟际踅诘憧】工艺可制造性;工艺规则;浙江大学硕士学位论文
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一、绪论的开发,标志着甚大规模集成电路时代集成电路的发展历史及现状自从年,美国德州仪器公司研制发明了半导体集成电路之后,以微电子技术为代表的新技术革命浪潮就迅速席卷了全球,深刻地影响着世界经济、科技的发展格局,成为经济、科技发展的基石。集成电路的发展水平已成为衡量一个国家的综合国力的重要标志之一,集成电路产业也成为当前新经济时代的基础产业和核心。兰甏琁公司的创始人之一定律,即集成电路的集成度和产品性能每侣个月增加一倍。在过去的四十年里,集成电路的发展几乎完全遵循这一论断。集成电路的发展历史经历了六个主要的阶段:从年制造出个晶体管的小规模集成电路发展到集成度为个晶体管的中规模集成电路⒄沟年左右的蚋鼍骞艿拇蠊婺<傻缏罚暄兄瞥鲈椒胶米的晶片上集成万个晶体管的超大规模集成电路。从此世界就真正的迈入了微电子时代,年集成了万个晶体管的的研制成功,宣告着集成电路进入了超大规模集成电路的时代,年的集成诟鲈<的到来。根据年的报告】,如图和所示,可以清楚地看到,在未来的十几年内集成电路的制造工艺将不断地提高,尺寸随着线宽迅速减小,芯片上集成的晶体管的数目不断地增加,并几乎完全的遵循摩尔定律,如图尽拖褚只手,不断地推动着半导体技术的前进,年发展到技术,并在向岢隽酥哪Χ、不断地迈进田。浙江大学硕士学位论文
年技术发展路线图目前,两大方向推动着全球半导体产业的发展,一是不断缩小芯片的特征尺寸,近几年已从..—籓.—.—谙—弭!岢隽艘桓鲂赂拍睢癶旷,它是指中的图浙江大学硕士学位论文
之乡弋乡酒煅椋庾埃馐功能设计/验证逻辑设计/验证掩模处理/制造集成电路设计制造技术的发展系统规范说明电路设计/布局布线版图设计/验证硅片光刻制造过程弋之岁第一层金属线尺寸的半间距,如于年实现。事实上,世界顶级半导体厂商已于年下半年完成了节点,比提前了一年。二是不断扩大晶圆尺寸,已从——过集成电路的快速发展离不开集成电路设计技术的不断进步和制造工艺的不断更新,经过几十年的发展,集成电路从设计到最后芯片生产的完整流程,如图尽F渲忻扛龉贪巳舾纱矸绞剑鞲龉逃氪矸绞街溆窒嗷配合,相互制约,保证了芯片设计生产的顺利完成。渡】。图芯片设计生产流程浙江大学硕士学位论文
标准单元设计的目的和意义根据国际半导体技术路线图的报告我们可以知道,摩尔定律能否在未来年或更长的时间内得到延续,从系统逻辑设计的角度来看,主要面儆猩杓乒ぷ鞯某橄蟛愦巍松杓朴胫赜眉际鹾腿碛件的协同设计与综合、ぞ咧С钟胨惴ㄑ芯俊⒛D獠考母卟愦蚊枋鲇胱合等挑战;从生产工艺角度来说,其挑战主要来自于光刻技术、晶体管制造技术以及互连技术三个方面。然而,随着集成电路技术的发展,系统复杂度增高,特征尺寸缩小,。事实上,工艺制造方留给集成电路设计工程师的设计空间在不断减小。多种全新工艺步骤的引入和快速发展,新的约束条件的增加,以及制造工艺中系统性、参数性和随机性的误差影响,使得介于逻辑设计和工艺制造之间的集成电路物理设计面临了更大的压力。物理等诸多因素,同时还要综合考虑在制造阶段面临的工艺条件的各种约束,这已成为集成电路设计和制造技术中的一个前沿课题【。同时,在整个芯片设计生产过程中,物理设计或者说电路的版图设计是至联系方式。一般来说半导体行业的分工是,设计者完成从系统规范说明到用自动化的设计工具提取出电路版图,而生产厂家完成余下的集成电路制造过程。生产厂家只是按照设计者的电路版图来制造电路,他们的目标是生产的电路完全符合