铝栅CMOS工艺设计规则-（六块光刻版）方面规则详解

铝栅CMOS工艺设计规则

CMOS电路的版图设计规则与其他电路的设计规则一样，首先要考虑光刻工艺所允许的最小尺寸及最小间隔，例如扩散区的最小尺寸和间隔，多晶硅的最小尺寸和间隔，铝条的最小尺寸和间隔等等。其次，要考虑各道光刻版之间允许的套准精度。另外，从器件性能角度考虑，还要制订一些器件允许的最小尺寸如沟道长度等，为了减少CMOS电路中的一些寄生效应和漏电现象，设计版图时还需要对管子间距等制订一些规则。

由于设计规则与工艺条件、工艺水平密切相关，因此各个单位的设计规则可以不同，随着工艺水平的不断提高，设计规则还会不断地改进，所以下面所列设计规则中的数据只是一个例子，主要把设计规则中应考虑的问题提出来，作为制订设计规则的参考。

参照第一节铝棚CMOS工艺流程，我们知道铝栅CMOS工艺共需六块光刻版，每块光刻版的设计规则应作如下考虑：

1、P阱光刻版

（1）P阱区最小宽度一般不予规定，因为P阱区内要做n沟管子，实际上p阱宽度总是比较大，不会受到光刻工艺的限制。

（2）P阱与P阱之间的最小间距40微米

在CMOS工艺中一般NMOS场效应管的衬底电位都相同，它们可以做在一个P阱内。当

NMOS管的衬底电位不相同时，P阱必须分开。铝栅CMOS工艺设计规则。由于P阱的结深较深，因此其横向扩散也较大（6~8微米），再考虑到 p^- n^- 结反向偏置时的势垒扩展，P阱之间的距离应该是较大的。实际上，为防止P阱与P阱之间的场开启漏电，两个P阱之间的n^-衬底上必须制作n⁺隔离环，而P阱周围又有P⁺环，因此P阱之间距为40微米，如图4.3-1所示。

2、P⁺区光刻版

（1）P⁺区最小宽度，它取决于光刻能刻出的最小线条宽度，定为8微米，该宽度也就是MOS管最小沟道宽度，具体如图4.1-5（a）所示。

（2）P⁺与P⁺之间的最小间隔，它不仅取决于光刻能刻出的最小线条间隔，还与横向扩散宽度密切相关，定为10微米，该间隔也就是MOS管最小沟道长度，如图4.1-5（a）所示。

（3）P阱必须用8微米的P⁺扩散区围绕，P⁺环内侧离P阱线2微米，外侧离P阱线6微米，具体如图4.3-1所示。

（4）n沟MOS管的周围也必须用8微米的P⁺扩散区围绕，以防止n沟MOS管之间由于场开启而漏电，如图4.3-2所示。

（6）P⁺环与n⁺漏源区的最小间隔为10微米。这是因为考虑到P⁺和n⁺光刻版之间的套准精度及P⁺、n⁺的横向扩散。铝栅CMOS工艺设计规则。

3、n⁺光刻版

n⁺光刻版的设计规则与P⁺光刻版基本相同。

（1）n⁺区的最小宽度为8微米。

（2）n⁺与n⁺之间的最小间隔为10微米。

（3）P沟MOS管的P周围必须用8微米的n⁺扩散区围绕，如图4.1-5a所示。

（4）n⁺环与P⁺漏测区的最小间隔为10微米。

4、栅极预刻孔光刻版

（1）栅区与漏源区交叠2微米（最小和最大），为保证漏源之间的沟道区上有薄栅氧化层覆盖，并具有一定的光刻套准精度，栅区必须与漏源区交叠，由于漏源扩散有一定的横向宽度。铝栅CMOS工艺设计规则。所以交叠量不必太大，否则栅-源、栅-漏寄生电容增大。

（2）在P沟道宽度方向，为了保证管子的沟道宽度W（由漏源区宽度而定），栅区必须伸出漏源区至少4微米，具体如图4.3-2所示，一般情况下栅区可以延伸到隔离环。

（3）预刻引线孔版比引线孔版大2微米。

（4）预刻孔与栅区的最小间隔为10微米，以保证引线孔上铝条与栅上铝条的间隔。

5、引线孔光刻版

（1）最小引线孔面积8微米×8微米或6微米×10微米。

（2）引线孔与漏源扩散区边界的最小间距6微米。

6、铝条光刻版

（1）铝条覆盖引线孔时，至少伸出2微米。

（2）在沟道长度方向铝条覆盖栅区时，至少伸出2微米，

（3）在沟道宽度方向，栅区上的铝条必须延伸到隔离环，与隔离环交叠量最小为2微米，以防止漏源区的边缘区域漏电。铝栅CMOS工艺设计规则。

（4）在铝条长度短于250微米时，铝条最小宽度为8微米，铝条最小间隔为8微米。

（5）在铝条长度大于250微米时，铝条最小宽度为10微米，铝条最小间隔也为10微米。

（6）最小压点面积为120微米×140微米。

（7）压点间最小间距120微米。

（8）电路中的压点与铝条的最小间距为40微米。

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