工艺 器件 版图 ESD - minichao9901/technology GitHub Wiki

driver工艺分析

关于driver工艺的衬底特点分析:
1)管子都是做在dnw里面。版图层次上只有lpw(做nmos管),非lpw的地方就是lnw(做pmos管),两者是取反的关系。
2)pmos管衬底是lnw,跟dnw直接相连。因此pmos自衬底需要一个独立的dnw,非常费面积,代价大。
3)nmos管衬底就是lpw,因此nmos自衬底只需要一个独立的lpw,不太费面积,代价小。
4)以上是与传统的logic工艺所不一样的。
5)非pmos和非nmos的空白区域,底下是什么?答:是STI区域,底下是lnw,底下连接dnw。因此lnw是大片大片的区域。在空白区域加隔离环,其实就是加ntap,连接lnw(也连接dnw)。这个ntap其实和pmos管的衬底环是一个东西,因为底下都是lnw。
6)注意,在dnw的周围一圈环是不同的,它是ntap+hvnw,由hvnw连接dnw。hvnw用来隔离dnw与周围的psub(接vgl)区域。
7)中压dnw与低压dnw区域需要一定宽度的距离。
8)对于hvmos管,是psub工艺:因此hvnmos直接做在psub上(衬底只能是vgl,没法自衬底),hvpmos做在dnw里面。因此自衬底的hvpmos需要一个独立的dnw。
对于mv/lvmos管,是nsub工艺(dnw):因此pmos直接做在nsub上(下面连dnw),nmos做在lpw里面。因此自衬底的pmos需要一个独立的dnw。
这样子看,pmos无论hv/mv/lv,自衬底都需要一个独立的dnw。代价是非常大的。

ESD Rule

  1. 高压Diode的P+和N+间距, 长相邻侧取值4.5um,短相邻侧取值>6um。Design rule中相邻p环到n+最低2u, n环到p+最低2.1u
  2. MV/LV Device的HVNW的N+到HVPW Guard Ring的P+的SPACE取值>6um (Design rule 2.5u)
  3. 承接第2条, HVNW的N+和HVPW的P+的width>1um (与Design rule相同) ;
  4. 承接第2条,HVNW应独立Power Line,接MV的最高电位VH ;
  5. 当MOSFET的Source或Drain端都接PAD时,该MOSFET的LAYOUT应该遵循ESD Rule;
  6. 对于二级保护的MOSFET,请注意其余Guard Ring的Space以及Guard Ring的Width是否也符合ESD Rule,根据设计者可以适当小一点;
  7. 对于HV ESD Device,增加SAB,一级保护要求5um ;

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  1. MV/LV的ESD MOS的Drain到Bulk的Space>2um;
  2. Seal Ring连接到最低电位VGL;
  3. Seal Ring增加HVOX层,即使Seal Ring为高压区域;
  4. 需要遵循ESD Rule的大MOS的Finger应为偶数个;
  5. ESD Cell的Contact应均匀成菱形分布,菱形的锐角为45°,直接打最密的孔;
  6. ESD Cell的Contact和Via12 (连接Metal 1和Metal 2的Via) 不能重叠;
  7. 当Cell应符合ESD Rule时,其Contact的Space取最小值;
  8. 对于Bulk floating的MOSFET,一定要有Guard Ring环绕;

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  1. 当MOS的Finger Width>50um,其Source和Drain的Metal 2应采用1-2-1的连接方法;
  2. 对于Finger数目较多的MOSFET应在中间加插pick-up, 一般每8-12个Finger (每240um) 插入一条pick-up;
  3. ESD的MOS需要打两排孔;
  4. MV/LV MOS的SAB,横向2u,纵向Drain 1.5u,纵向Source 1u。SAB的有效长度是看SAB和AA的重叠区域。
  5. 对于ESD Cell,其电源线应尽可能的宽,任何一层metal的覆盖率应达到70%以上;
  6. ESD电源线要单独走,不能和内部共用。从PAD单独拉线,或者从有PAD的Power Clamp处拉线。
  7. Seal Ring到内部电路的Space可以去6um;
  8. 带trigger的Power Clamp,反相器不用SAB,版图上用电阻把p、n隔开;

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24)严禁在ESD Power Line之间加MOS电容、PIP电容或MIM电容;
25)严禁在离电源PAD 200um的范围加相关电源之间的MOS电容、PIP电容或Mi电容,如一定要加的话,则应加一电阻串联。距离电源PAD > 200um的范围可以加相关电源之间的MOS电容、PIP电容或MIM电
26)高压ESD的MOSFET的L取值: 对称管L>3um ,非对称管L> 2.5umn;
27)同时具备PMOS和NMOS保护的Pin,应让NMOS与Pad的连线短些,PMOS和NMOS中间要用两层环防止latch up;
28)每个Finger的边缘应该倒角
29)MV/LV 二极管主要看周长,200-300um比较合适,多finger可以有效增加周长, 最小宽度3u。具体画法: 长 边1u,短边1.5u,环2u,pn间隔5-6u。注意倒角。
30)二极管不要用细长条(容易坏),建议长宽比不超过1.5倍。
31) 从PAD到ESD器件的连线上,任意一层Via需要大于180个。