ساخت قطعات غير فعال با استفاده از نرم افزار L-Edit

ساخت قطعات غير فعال با استفاده از نرم افزارL-Edit ساخت خازن :مي دانيم اگر دولايه فلز با اندازه هاي مختلف با يك دي المتريك بين آنها با هم يك خازن تشكيل مي دهند كه ظرفيت اين خازن شامل ظرفيت دوخازن بصورت زير مي باشد: 1)خازن صفحه اي (صفحات موازي) Area 2)خازن حاشيه اي يا جانبي Fringe Cكل=C (خازن سطحي)+C (خازن جانبي)

واحد استاندارد ظرفيت خازن • براي آساني كارازيك واحد استاندارد ظرفيت استفاده مي كنيم كه بتواند مقادير متناسب با تكنولوژي را بگيرد اما درعين حال بتواند بدون انتساب يك مقدار مطلق به آن ، آنرا در محاسبات بكاربرد اين واحد با نشان داده مي شود وبه عنوان ظرفيت گيت به كانال يك ترانزيستور MOS با L=W= اندازه نما تعريف مي شود .براي قوانين مبتني بر لامبدا يك مربع استانداردبصورت يك مربع با اندازه نما مانند شكل تعريف مي شود :

واحد استاندارد ظرفيت خازن • مقدار رابراي هر تكنولوژي وفرآيندي مي توان بدست آورد : • بطور مثال براي MOSIS مربع استاندارد براي تكنولوژيSCNA 1.2 ميكرون بصورت زير بدست مي آيد : • چون در تكنولوژري 1.2 ميكرون لامبدابرابر0.6 مي باشد مربع استاندارد مقدارخازن سطح گيت برابر493af/sq.micron مي باشد . ظرفيت خازن گيت* اندازه مربع استاندارد=مقداراستانداردظرفيت خازن گيت حال اگر بخواهيم ظرفيت سطحي خازن گيت را محاسبه كنيم با برقراري نسبت بين مساحت مورد نظر ومساحت گيت استاندارد وضرب آن در استاندراد ظرفيت، ظرفيت سطح مورنظر بدست مي آيد. براي مثال اگر يك صفحه خازني به ابعاد داشته باشيم: مساحت نسبي مقداراستاندارد*مساحت نسبي=ظرفيت

انواع خازن • در نرم افزار L-Edit پنج نوع خازن وجود دارد كه با توجه به نوع تكنولوژي مورد استفاده مي توان ازاين خازنها استفاده نمود: • CNMOS (NMOS Capacitor) • CPMOS (PMOS Capacitor) • PCAP (Poly-Cap1 Capacitor) • CPLP2 (Poly-Poly Capacitor) • C-Well (Well Capacitor) هر يك از خازنهاي گفته شده داراي يك خازن صفحه اي يا ورقهاي ويك خازن حاشيه اي (Area & Fringe ) مي باشند كه ظرفيت كل خازن برابر با مجموع خازن صفحه اي وحاشيه اي مي باشد

CNMOS(1 • همانطور كه از نامش پيداست براس ساخت اين خازن از ترانزيستور NMOS استفاده مي كنند به اين ترتيب كه يك لايه Capacitor ID روي آن مي كشند تا يك خازن بدست آيد ظرفيت خازن برابر است با اشتراك ناحيه اكتيوو پلي ، مانند شكل زير: (دوخازن سري مي باشند)

2)CPMOS • مثل حالت قبلي مي باشد با اين تفاوت كه به جاي NMOS از PMOS استفاده مي شود و مساحت خازن برابر است با اشتراك ناحيه اكتيو وپلي (دوخازن سري مي باشند )

3)PCAP • 3) PCAP : دراين روش ازيك لايه poly ولايه poly-cap1 با لايه Capacitor ID روي آن براي ساخت خازن استفاده مي شود در اين نوع خازن ظرفيت آن برابر است با اشتراك لايه پلي وpoly-cap1 وCapacitor ID مي باشد . • شكل صفحه بعد دوخازن سري با استفاده از pcap را نشان مي دهد :

اشتراك لايه ployوpoly-cap1 وcapacitor ID لايه poly-cap1 لايهcapacitor ID 3)PCAP

4)خازنcplp2 • در اين روش از لايه هاي poly1 وpoly2 ويك لايه Capacitor ID براي ساخت استفاده مي شود . در اين روش ظرفيت خازن برابر است با اشتراك لايه پلي1وپلي2 باCapacitor ID . • ناحيه پلي2 • اشتراك لايه پلي1وپلي2 و capacitor ID • براي خازنC-wll همانند موارد قبلي مي باشد .

مثال • مي خواهيم يك خازن NMOS با استفاده از تكنولوژي 1.2 ميكرون طراحي كنيم : • دو خازن بصورت زير طراحي مي كنيم بطوريكه اندازه هر دو خازن • برابر مي باشد.

مثال • خروجي extract شده كه L-Edit به ما مي دهد بصورت زيرمي باشد: • ظرفيت هر دو خازن برابر52.7976 فمتوفاراد مي باشد • حال مي خواهيم ببينيم كه L-Edit چگونه اين ظرفيت را محاسبه كرد : C2 2 1 C=52.7976f * C2 PLUS MINUS (38 24 58 30) C1 3 2 C=52.7976f * C1 PLUS MINUS (4 24 24 30)

مثال • 1)ابتدا سطح استاندارد ومحيط استاندارد را براي اين تكنولوژي محاسبه مي كنيم • سطح استاندارد • محيط استاندارد • 2) مقدار خازن سطحي وحاشيه اي را با توجه به مسير زير بدست مي آوريم : • Setup\Setup Layer\ • درقسمت layers به سراغ قسمت NMOS Capacitor رفته ومقدار خازن سطحي وحاشيه اي را از روي جدول بدست مي آوريم

مثال

مثال • 3) مساحت نسبي و محيط نسبي را محاسبه مي كنيم : • محيط نسبي مساحت نسبي • 4) مقادير استاندارد خازن را محاسبه مي كنيم : • مقدار استاندارد خازن سطحي • مقدار استاندارد خازن جانبي • 5)محاسبه خازن : • سطحي • جانبي • كل • مقدار بدست آمده برابر با مقداربدست آمده از L-Edit مي باشد

ساخت مقاومت • براي ساخت مقاومت در نرم افزار L-Edit‌ از مفهوم مقاومت ورقه اي (Sheet Resistance) براي محاسبه مقاومتها استفاده مي شود. • در اين روش مقاومت را به مربعهاي استاندارد تقسيم كرده وبا ضرب تعداد مربعات استاندارد در مقاومت ورقه اي مقاومت كل را بدست مي آورند.

ساخت مقاومت • بطور مثال اگر مقاومت ورقه اي برابر در نظر بگيريم براي دو شكل زير مقاومت برابراست با : • R=1مربع* = R= =4مربع* • =

ساخت مقاومت • با توجه به تكنولوژي هاي مختلف به6 روش مي توان درL-Edit مقاومت طراحي نمود : • 1)R-Ndiff • 2)R-Pdiff • 3)R-Poly1 • 4)R-Poly2 • 5)R-Nwell • 6)R-Pbase

مقاومت بانفوذ ناحيهN • R-Ndiffدراين روش با استفاده از نفوذ ناحيه N وبا لايه هاي زير مقاومت مي سازند • 1)N-Select 2)Metal1 3)Active 4)Active Contact 5)Resistor ID براي مشخص كردن ناحيه مقاومتي • مثال دومقاومت سري

مقاومت بانفوذ ناحيهP • R-Pdiff اين روش ساخت مقاومت مثل حالت قبل مي باشد با اين تفاوت كه به N-Select لايه P-Select ويك چاه N (N-well) را هم به آن اضافه مي كنيم : • مثال :

مقاومت پلي 1 • R-Poly1) در اين روش از پلي براي ساخت مقاومت استفاده مي شود لايه استفاده شده عبارتنداز: • 1)Poly1 2)Poly Contact 3)Metal1 4)Resistor ID براي مشخص كردن ناحيه مقاومتي

مقاومت پلي 2 • R-Poly2) مانند حالت قبل مي باشد ولي به جاي Poly1 از Poly2 استفاده مي كنندوبه جاي Poly Contact از Poly2 Contact استفاده مي كنند • مثل:

مقاومت چاهN • R-Nwell) دراين روش از چاه N براي ساخت استفاده مي شود لايه هاي مورد استفاده عبارتنداز : • 1)N-Well 2)N-Select 3)Active 4)Active Contact 5)Metal1 6)N-Well Resistor IDبراي مشخص كردن ناحيه مقاومتي

مقاومت برپايهP • R-PBase) لايه مورد استفاده عبارتنداز: • 1)N-well 2)P-Baseلايه 3)P-Select 4)Active • 5)Active Contact 6)Metal1 7)P-Base Resistor IDبراي مشخص كردن ناحيه مقاومتي • درهمه مواردگفته شده مي توان از لايه هاي مجازبراي نامگذاري ومشخص كردن لايه ها استفاده نمود

چگونگي محاسبه مقاومت • براي محاسبه مقاومت همانطور كه قبلا گفته شد از خاصيت مقاومت ورقه اي استفاده مي كنيم براي مثال دو مقاومت سري از نوعPoly1 را با استفاده از L-Edit مي سازيم مقاومتي كه به مامي دهد بصورت زير است: • R2 1 2 R=70 • * R2 PLUS MINUS (38 -3 58 3) • R1 2 3 R=70 • * R1 PLUS MINUS (3 -3 23 3) • اندازه مقاومت برابر مي باشد آنرا به مقاومتهاي استاندارد تبديل مي كنيم ما به اندازه مربع مقاومت استاندارد داريمبا داشتن مقاومت صفحه اي با توجه به نوع تكنولوژي مقاومت را محاسبه مي كنيم • تكنولوژي مورد استفاده mamin12 مي باشد با توجه به مسيرزير مقاومت صفحه اي را بدست مي آوريم

چگونگي محاسبه مقاومت • Setup\SetupLayer\Poly Resistor\Resistvity

چگونگي محاسبه مقاومت • حال مقاومت صفحه اي بدست آمده ازجدول را درمقدار مقاومت استاندارد ضرب مي كنيم تامقاومت كل بدست آيد : • مي بينيم كه مقدار بدست آمده برابر با همان مقداري است كه نرم افزار بدست آورد براي بقيه مقاومتها هم به همين روش مقاومت محاسبه مي شود هريك از مقاومتها با توجه به مقدار مقاومت صفحه اي كه دارند در مدار مورد استفاده قرار مي گيرند .

پايان با تشكراز جناب آقاي دكترميارنعيمي

ساخت قطعات غير فعال با استفاده از نرم افزار L-Edit