第7章集成电路设计概述第17章集成电路设计概述电路设计工艺设计版图设计2.集成电路的正向设计流程什么是正向设计？正向设计流程如下：朱正涌教材p.32910111213141516173.什么是逆向设计？（教材p.329）反向工程大体的流程应该是：芯片样品解剖去层数字拍照拼接对准完整图像(码点提取、版图提取、网表提取)逆向设计的流程如下：(2)提取纵向尺寸用扫描电镜、扩展电阻仪等提取氧化层厚度、金属膜厚度、多晶硅厚度、结深，基区宽度等纵向尺寸和纵向杂质分布。(3)测试产品的电学参数电学参数包括开启电压（MOS电路）、薄膜电阻、放大倍数（双极电路）、特征频率等。其中芯片剖片拍照过程如下：1.芯片开盖开盖以化学法或特殊封装类型开盖，处理金线取出晶粒。2.层次去除以蚀刻方式去除层，包括去除保护层polyimide（聚酰亚胺）、氧化层、钝化层、金属层等。3.芯片染色通过染色以便于识别，主要有金属层加亮，不同类型阱区染色，ROM码点染色。4.芯片拍照通过电子显微镜(SEM)对芯片进行拍摄。5.图像拼接将拍摄的区域图像进行拼接(软件拼接，照片冲洗后手工拼接)。6.版图提取对完整的图像进行软件或人工版图提取。7.电路提取进行软件或人工提取。以上关键之处是显微镜拍摄，如果是通过别的公司的拍摄，通常得到的是冲洗后的照片图像，因为种种原因造成图像不完整，包括得图像放大倍数影响，图像色彩模糊，图像噪点，图像拼接偏差等。第二个关键点，如果得到相关电子图像，就可利用专业软件对图像进行矢量化处理。如果没有专业软件，可以使用测绘矢量化软件(比如asscan，vect2000,r2v等)，同样可以得到相同的结果。(这里的关键点，也是对图像的处理，和图像的矢量化。)如果矢量化成功，就可以得到相应的矢量图像，至少可以得到相对坐标点。对矢量图像纠正处理，或坐标点成像处理，应该不是很困难。打开封装的方法也可对封接处用锉刀或砂纸研磨，待磨薄后或出现小孔时，用尖针插入，将盖板撬起。如果金属盖板是用软焊料焊接，则可用加热把焊料熔化揭开金属盖。2.化学开封：①使用发烟硝酸(70℃~80℃)或硫酸(200℃~250℃)溶解塑封管壳，去离子水洗净，无水乙醇脱水。但对铝有缓慢腐蚀作用。要控制好腐蚀时间。②利用氧等离子体进行干法腐蚀，将环氧树脂裂解变成粉末。设计规则的内容与作用设计规则是集成电路设计与制造的桥梁。如何向电路设计及版图设计工程师精确说明工艺线的加工能力，就是设计规则描述的内容。这些规定是以掩膜版各层几何图形的宽度、间距及重叠量等最小容许值的形式出现的。设计规则本身并不代表光刻、化学腐蚀、对准容差的极限尺寸，它所代表的是容差的要求。设计规则的表示方法以为单位也叫做“规整格式”：把大多数尺寸（覆盖，出头等等）约定为的倍数与工艺线所具有的工艺分辨率有关，线宽偏离理想特征尺寸的上限以及掩膜版之间的最大套准偏差，一般等于栅长度的一半。优点：版图设计独立于工艺和实际尺寸以微米为单位也叫做“自由格式”：每个尺寸之间没有必然的比例关系，提高每一尺寸的合理度；简化度不高。，目前一般双极集成电路的研制和生产，通常采用这类设计规则。在这类规则中，每个被规定的尺寸之间，没有必然的比例关系。这种方法的好处是各尺寸可相对独立地选择，可以把每个尺寸定得更合理，所以电路性能好，芯片尺寸小。缺点是对于一个设计级别，就要有一整套数字，而不能按比例放大、缩小。1.设计规则或规整格式设计规则设计规则的表示方法70年代末，Meed和Conway倡导以无量纲的“”为单位表示所有的几何尺寸限制，把大多数尺寸（覆盖，出头等等）约定为的倍数。通常取栅长度L的一半，又称等比例设计规则。由于其规则简单，主要适合于芯片设计新手使用，或不要求芯片面积最小，电路特性最佳的应用场合。在这类规则中，把绝大多数尺寸规定为某一特征尺寸“”的某个倍数。与工艺线所具有的工艺分辨率有关，线宽偏离理想特征尺寸的上限以及掩膜版之间的最大套准偏差。优点：版图设计独立于工艺和实际尺寸。MOS集成电路的版图设计规则372.微米设计规则，又称自由格式规则——80年代中期，为适应VLSIMOS电路制造工艺，发展了以微米为单位的绝对值表示的版图规则。针对一些细节进行具体设计，灵活性大，对电路性能的提高带来很大方便。适用于有经验的设计师以及力求挖掘工艺潜能的场合。目前一般的MOSIC研制和生产中，基本上采用这类规则。其中每个被规定的尺寸之间没有必然的比例关系。显然，在这种方法所规定的规则中，对于一个设计级别，就要有一整套数字，因而显得烦琐。但由于各尺寸可相对独立地选择，所以可把尺寸定得合理。DesignRules(1)DesignRules(2)DesignRuleIllust