LAYOUT复习题

1 什么是版图设计？版图设计的依据有那些？

版图设计就是按照线路的要求和一定的工艺参数，设计出元件的图形并进行排列互连，以设计出一套供IC制造工艺中使用的光刻掩膜版的图形，称为版图或工艺复合图。

版图设计依据：一定功能的电路结构；一定的工艺规则；可制造性

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3 比较接触孔（contact）和通孔（via）的异同。

?接触孔特指最低层金属孔，用于将最低层金属和多晶硅或者扩散层连接起来。

?而通孔则是指允许更高层金属进行相互连接的孔（如金属1 到金属2,金属2到金属3）。

4 什么是版图设计规则？解释 设计规则？采用这种设计规则的优点和缺点？

考虑器件在正常工作的条件下，根据实际工艺水平和成品率要求，给出的一组同一工艺层及不同工艺层之间几何尺寸的限制，主要包括线宽、间距、覆盖、露头、凹口、面积等规则，分别给出它们的最小值，以防止掩膜图形的断裂、连接和一些不良物理效应的出现。

λ设计规则：以无量纲的“λ”为单位表示所有的几何尺寸限制，把大多数尺寸约定为λ的倍数。通常λ取栅长度L的一半。

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。

5 DRC、ERC、LVS的意义。

DRC：设计规则检查。检查工艺设计，规则与补充规则。

ERC：电气规则检查。检查电气连接问题。

LVS：版图电路图对比检查。检查版图电路图的连接关系是否一致。

6 对于标准单元设计EDA系统而言，标准单元库应包含哪三个方面的内容？分别在设计流程的哪一步使用？

（1）逻辑单元符号库与功能单元库；逻辑图输入

（2）拓扑单元库；布局布线（3）版图单元库。转换拓扑图为掩模版版图

7 什么是ESD？请画出双二极管的ESD保护电路。

Electrostatic discharge 静电放电。

8 输入I/O PAD的主要作用是什么？输出I/O PAD的主要作用有哪些？

输入单元的结构主要是输入保护电路。使集成电路内部得到一个稳定、有效的信号，阻止外部干扰信号进入内部逻辑。

输出单元的主要任务是提供一定的驱动能力，防止内部逻辑过负荷而损坏。另一方面，输出单元还承担了一定的逻辑功能，单元具有一定的可操作性。

9 对于标准单元，其尺寸有什么特点？

各单元具有相同的高度，可以有不同的宽度。单元的电源线和地线通常安排在单元的上下端，从单元的左右两侧同时出线，电源、地线在两侧的位置要相同，线的宽度要一致，以便单元间电源、地线的对接。单元的输入/输出端安排在单元的上下两边，要求至少有一个输入端或输出端可以在单元的上边和下边两个方向引出。引线具有上下出线能力的目的是为了线网能够穿越单元。

10 简述数字电路版图设计和模拟电路版图设计的不同之处。

?一、规模不同

?二、主要目标不同

?数字电路的目标：优化芯片的尺寸和提高集成度

?模拟电路的目标：优化电路的性能、匹配程度、速度和各种功能方面的问题。

?在模拟电路版图设计中，性能比尺寸更重要。

?三、团队工作方式不同

?在模拟集成电路的版图设计中，团队沟通更加重要。

?四、完成进度不同

?在数字电路设计中，芯片的绝大部分电路往往在开始版图工作时，就已经完成。而模拟电路则不同，电路设计和版图设计可能会同时进行。

?五、创新要求不同

?与数字电路不同，模拟电路的版图设计重复性不多，创新很重要。

?六、约束条件不同

?在模拟电路中，版图设计几乎没有什么规则，最终的目标就是电路的性能。数字版图

设计中的规则可以选择，也可以不选择。

?七、对电路技术理解程度的要求不同

?模拟电路版图设计比数字电路版图设计更需要了解电路技术。

11 集成电路设计过程中的寄生参数有哪些？如何减小寄生电阻？

?寄生电容寄生电阻寄生电感

?一、导线长度。如果知道某些部分的布线寄生参数要小，实现方法之一就是让那一部分导线尽量短，以减少重叠。

?二、选择金属层。一般来说，最关心的寄生电容来自金属层与衬底之间，因此，一般的经验是选择远离衬底的金属层走线。

?降低电阻的方法：导线加宽。

12 名词解释：方块电阻。

? ohms per square，薄层电阻又称方块电阻，其定义为正方形的半导体薄层，在电流方向所呈现的电阻，单位为欧姆每方。简单来说，方块电阻（Sheet Resistance）就是指导电材料单位厚度单位面积上的电阻值。

13 在版图设计中，为什么要采用虚设器件？请画图说明。

14 什么是版图设计中的匹配？请举例说明版图设计中的匹配技术（至少两种）。（其他自己看）

匹配——平衡，使相搭档的器件反应完全一样。

匹配规则三：保持器件的方向一致。由于不同方向上制造工艺的误差，在屏幕上看似相同的图形可能会有不同的实际尺寸

匹配规则之一：把需要匹配的器件相互靠近放置。避免由于周围器件环境的不同而导致匹配器件的工作差

匹配规则之二：注意周围器件。（如周围器件的发热等）

匹配规则之四：与电路设计者交流

匹配规则之五：掩膜设计者不会心灵感应。电路设计者应该清楚他们需要哪些匹配，并让版图设计者知道这一点。

匹配规则之六：选择一个中间值作为根部件。

根部件方法不禁适用于电阻，也适用于任何其他类型的器件。

匹配规则之七：采用指状交叉方式

匹配规则之八：用虚设器件围起来。

匹配规则之九：将成对器件四方交叉

匹配规则之十：使布线上的寄生参数匹配

匹配规则之十一：使每一样东西都对称

16 任意画一个MOS管的版图，标注管子的width和length。

17 根据逻辑图，写出逻辑表达式及逻辑功能。

18 管子的尺寸标注识别

19课件中所出现的违反规则的情况。（第4章）

所有信号的电气连接关系。包括输入、输出，以及电源信号与相应器件的连接。·器件尺寸：晶体管的宽度和长度，电阻大小，电容大小。

·识别未包括在电路图中的备用组元和信号，悬空节点就是一个实例。

未连接、部分连接或备用器件

·无效晶体管

·悬空节点

·短路

15 画出CMOS 反相器的版图，以及截面图，采用N 阱工艺

20基本的 设计规则图解