FPGA学号1
匹配性问题在先进工艺中确实更棘手,因为器件尺寸小,对应力和工艺变化更敏感。除了常见规则,这里补充几点:
1. 热匹配:深亚微米芯片功耗密度高,局部发热会导致温度梯度。对于匹配器件(比如带隙基准中的BJT),要确保它们处于等温线上。布局时让它们紧挨着,并采用交叉耦合的共质心,同时避免靠近功率发热源。
2. 阱的均匀性:刻蚀或离子注入在芯片不同区域可能有差异。对于匹配的NMOS/PMOS,尽量让它们位于同一个阱(或深阱)内,并且这个阱的形状要规则、对称,避免使用长条形的阱,因为阱边缘的掺杂梯度可能较大。
3. 利用虚拟金属(dummy metal):金属层的密度不均匀会影响上层介质的平坦度,进而传递应力。在匹配器件周围的空白区域,要按设计规则添加虚拟金属填充,并且填充图案要对称分布,避免在匹配对上方的金属密度出现突变。
4. 方向一致性的延伸:不仅器件方向要一致,连器件的所有层次(如有源区、多晶硅、接触孔)都应保持相同的取向,因为某些工艺步骤(如刻蚀)可能存在方向依赖性。
5. 考虑封装应力:封装后芯片会承受机械应力。对于极度敏感的模拟模块,可以考虑将其布置在芯片中心区域,那里封装应力相对较小且对称。
总之,思路是从“器件匹配”升级到“环境匹配”,让匹配对经历尽可能相同的物理和工艺条件。每次流片后做失效分析,结合测试数据反向优化版图,积累经验很重要。
