Zapoznajmy się na początek z regułami projektowania stosowanymi w programie. Zawarte są tutaj pewne szczegóły związane z poszczególnymi technologiami, wartości liczbowe dla technologii CMOS oraz parametry pozwalające na symulację analogową.
Wykaz używanych w technologii CMOS warstw został przedstawiony poniżej. Ostatni kod dotyczy poziomu, który wprowadza proces BiCMOS zwanego Base-P reprezentującego bazę P+ tranzystora NPN (pozostałe poziomy są identyczne z poziomami technologii CMOS):
Kod | Nazwa | Kolor |
M2 | Metal 2 | Granatowy |
VI | Via | Biały przekreślony |
ME | Metal 1 | Niebieski |
PO | Polikrzem | Czerwony |
CO | Kontakt | Biały |
DN | Dyfuzja N+ | Zielony |
DP | Dyfuzja P+ | Brązowy |
NW | Wyspa N- | Brązowy kropkowany |
PA | Pasywacja | Biały kreskowany |
BP | Baza P | Czerwony kratkowany |
Tabela 1. Wykaz warstw wykorzystywanych w technologii CMOS i BiCMOS.
Rys. 1. Oznaczenia graficzne warstw na palecie programu Microwind.
W programie istnieje możliwość wyboru kilku technologii, w których wykonuje się projekt. Parametry technologiczne znajdują się w plikach z rozszerzeniem .RUL. W programie PROF i 3D domyślnym plikiem jest ES208.RUL, który odpowiada technologii wykonywanej przez fabrykę ES2, CMOS z dwoma poziomami metalizacji, o długości kanału 0.8 mm. W programie Microwind technologię wybieramy poprzez wybór z menu głównego File->Select Foundry a następnie wskazanie jednej z dostępnych na liście technologii. Poniżej przedstawione są przykładowe reguły projektowania, dokładne wartości liczbowe znaleźć można w plikach technologicznych.
Wyspa N-
Rys. 2. Reguły projektowania dla wyspy N-.
R101 Minimalny rozmiar: 12 l
R102 Między dwiema wyspami: 12 l
Dyfuzja
Rys. 3. Reguły projektowania dla dyfuzji.
R201 Minimalna szerokość dyfuzji: 4 l
R202 Między dwiema dyfuzjami: 4 l
R203 Odstęp wyspy N- od dyfuzji P+ : 6 l
R204 Między dyfuzją a wyspą: 6 l
Polikrzem
Rys. 4. Reguły projektowania dla polikrzemu.
R301 Szerokość polikrzemu: 2 l
R302 Szerokość bramki z polikrzemu na dyfuzji N+ : 2 l
R303 Szerokość bramki z polikrzemu na dyfuzji P+ : 2 l
R304 Między dwiema ścieżkami z polikrzemu : 3 l
R305 Między polikrzemem a dyfuzją: 2 l
R306 Szerokość dyfuzji za bramką z polikrzemu: 4 l
R307 Wystawanie polikrzemu poza dyfuzję: 2 l
Kontakt
Rys. 5. Reguły projektowania dla kontaktów.
R401 Minimalna szerokość i długość: 2 l
R402 Między dwoma kontaktami: 3 l
R403 Wystawanie metalu wokół kontaktu: 2 l
R404 Wystawanie polikrzemu wokół kontaktu: 2 l
R405 Wystawanie dyfuzji wokół kontaktu: 2 l
Metal 1
Rys. 6. Reguły projektowania dla metalu 1.
R501 Minimalna szerokość: 3 l
R502 Minimalna odległość między dwiema ścieżkami: 3 l
Via (przelotka)
Rys. 7. Reguły projektowania dla via (przelotki).
R601 Minimalna szerokość: 3 l
R602 Minimalna odległość między dwoma Via: 3 l
R603 Minimalna odległość między Via a kontaktem: 3 l
R604 Wystawanie metalu2 wokół Via: 2 l
Metal 2
Rys. 8. Reguły projektowania dla metalu 2.
R701 Minimalna szerokość: 5 l
R702 Minimalna odległość między dwiema ścieżkami: 5 l
Pad
Rys. 9. Reguły projektowania dla padu.
Uwaga: standardowa szerokość padu wynosi 100 x 100 mm.
W przeciwieństwie do innych reguł projektowych, szerokość padu wyrażona w l
zależeć będzie mocno od zastosowanej technologii. Poniższy przykład
dotyczy technologii 1.0 mm, z l=0.5
mm.
R801 Szerokość padu: 200 l
R802 Między dwoma padami (100mm):
200 l
R803 Odległość między otwarciem pasywacji i krawędzi
padu: 15 l
R804 Odległość między padem a następnym obszarem
aktywnym: 50 l
Pojemności pasożytnicze
Każda nakładana warstwa jest oddzielona izolatorem w postaci grubej warstwy dwutlenku krzemu SiO2, w wyniku czego tworzą się pojemności pasożytnicze. Są to pojemności rzędu aF/ mm2 (atto = 10-18). Warstwy polikrzemu i obu metalizacji również tworzą pojemności pasożytnicze. Warstwy dyfuzji tworzą z kolei pojemności złączowe (N+/P, P+/N). Przykładowy wykaz pojemności jakie są brane pod uwagę przy symulacji układu przy użyciu programu Microwind podane są poniżej w [aF/mm2]:
Metal1 na grubym tlenku: | 28 |
Metal1 na polikrzemie: | 50 |
Metal2 na grubym tlenku: | 20 |
Metal2 na polikrzemie: | 25 |
Metal2 na metal1: | 45 |
Polikrzem na polikrzemie: | 25 |
Diffn w p-well: | 420 |
Diffn w n-well: | 350 |
Bramka polikrzemowa: | 150 |
Polikrzem na grubym tlenku: | 60 |
Pojemność boku Diffp: | 260 (aF/mm) |
Pojemność boku Diffn: | 310 (aF/mm) |