基于HHGRACE 90nmBCD工艺OSC模块版图设计及验证开题报告

 2023-09-13 08:58:41

1. 研究目的与意义

集成电路版图是电路系统与集成电路工艺之间的中间环节,是一个必不可少的重要环节[1]。通过集成电路版图设计，可以将立体的电路系统变为一个二维的平面图形,再经过工艺加工还原为基于硅材料的立体结构[2]。因此，版图设计是一个上承电路系统，下接集成电路芯片制造的中间桥梁，其重要性可见一斑。而集成电路中的oscillator电路能将直流电转换为具有一定频率的交流电，在自动控制、无线电通讯及遥控等许多领域有着广泛的应用[3]，因此oscillator电路的版图的设计研究很有意义。

它被广泛应用于电子系统中，从处理器到载波合成技术芯片，可以说oscillator是无处不在。并且在不同电子系统中，对oscillator电路的需求也不同。电源管理芯片中，需要生产一种几乎不随环境温度、电源电压和工艺变化的振荡器，其中常见的振荡器有石英晶体振荡器、张弛振荡器（也称RC 振荡器）、环形振荡器等[4]。环形振荡器结构简单、震荡频率较高，但对电源噪声敏感且版图布局面积较大，晶体振荡器的频率稳定但不能集成到芯片内部，且精度和所选择的晶体器件固有频率有关。由于RC振荡器的结构简单、体积小、功耗低、容易起振，所以是应用最为广泛的一种集成振荡器电路。但是受到工作温度以及工艺偏差的影响，它的精度很难做准， 一般认为其误差在 1%～10%之间，而提高其精度成为一个主流研究方向。

在论文方面西安交通大学所涉及的振荡器采用两个比较器和两个带隙基准电压源，所设计的结构较为复杂。而在文献中并没有对电路进行全工艺角仿真。而在集成电路生产厂家中HHGRACE90nmBCD工艺的成本要比其他生产厂家相比比较廉价，节约了成本适用于量产。因此，本课题从HHGRACE90nmBCD工艺出发，对OSC电路模块进行快速切分，采用交叉共质心布局和叉指线设计出成本低功耗小更适合量产的osc版图，这具有十分重要的时代意义。

参考文献：

[1] 徐伟. 哈佛分析框架在中芯国际的应用研究[D]. 北京: 中国科学院大学, 2021.13-26.

[2] 李威宣, 黄建新. 基于LabVIEW平台的通用数据采集卡的驱动方法及数据采集[J]. 电子质量, 2005, (7):14-16.

[3] 吴铁峰, 赵智超, 李丽敏, 等. 一种基于PWM 电源管理芯片的振荡器电路设计[J]. 佳木斯大学学报（自然科学版）, 2014, (4):575-577.

[4] DwivediDileep,Kumar Manoj,Niranjan Vandana. Design of power-efficient CMOS basedoscillator circuit with varactor tuning control[J]. SN Applied Sciences, 2021, 3(4).23-34.

[5] 王志功, 沈永朝. 集成电路设计基础[M]. 北京: 水利电力出版社, 2004.78-141

[6] AlanHastings. Theart of analog layout 2nd ed[M]. Publishing House of Electronics Industry, 2006.189-247.

[7] 陈欣, 陈婷婷. CMOS结构中的闩锁效应[J]. 微电子技术, 2003, 31(6):19-21.

[8] 李荣荣. 锁相环中PFD和CP的设计[D]. 江苏: 东南大学, 2015.48-50.

[9] 朱正涌. 半导体集成电路[M]. 北京: 清华大学出版社, 2000.35-65.

[10] 刘义凯, 刘丽娜. 集成电路中的天线效应[J]. 微处理机, 2011, 32(6):6-7,11.

[11] 深圳华大九天科技有限公司. 用于版图验证的任务调度方法、装置、服务器和存储介质[P]. 中国专利: 202110907237.8, 2021-11-05.

[12] Baker R J. CMOS:circuit design, layout, and simulation[M]. John Wiley Sons: 2008.168-178.

[13] 李湘君, 王宇, 杨玉飞等. 千万门级芯片设计中calibre的应用[J]. 微处理机, 2011, 32(05):8-9 14.

[14] RAZAVI B. Designof analog CMOS integrated circuits [M]. New York. USA: McGraw-Hill Companies,2001.312-313.

[15] 尹飞飞等. CMOS模拟集成电路版图设计与验证[M]. 北京: 电子工业出版社, 2016.69-70.

[16] AzadmehrMehdi,Paprotny Igor,Marchetti Luca. 100 years of Colpitts Oscillators: OntologyReview of Common Oscillator Circuit Topologies[J]. IEEE CIRCUITS AND SYSTEMSMAGAZINE, 2020, 20(4):12-25.

2. 研究内容和问题

研究内容：分析OSC的组成结构和作用;学会对模拟电路模块进行快速切分，采用交叉共质心布局和叉指线设计版图；对电阻电容进行匹配，通过版图设计解决工艺固有的非理想因素导致的失配问题；设计符合电学要求的OSC模块版图。。

解决的关键问题：1.OSC模块的电路的分析；2.使用 cadence virtuoso 版图设计工具完成OSC模块的设计以及验证

3. 设计方案和技术路线

研究方法：通过搜集查阅相关资料文献，了解课题原理及实施办法；熟读HHGRACE90nmBCD工艺设计规则，了解版图设计的布线布局知识，规划布局方案、匹配性和一些常见失配、失效问题的解决方法。

技术路线：结合所学课程（半导体物理器件与工艺，电子设计自动化等）的知识，使用cadencevirtuoso版图设计工具完成OSC模块的版图设计，以及DRC、LVS验证。

4. 研究的条件和基础

(1)PC机和 cadencevirtuoso 版图设计软件

（2）模拟集成版图的设计的知识。

剩余内容已隐藏，您需要先支付 10元 才能查看该篇文章全部内容！立即支付

课题毕业论文、文献综述、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。

您可能感兴趣的文章