闩锁效应版图解决方法

最后我们呃对双手效应的内容做一个总结，这个总结呢主要是针对版图工程师来说的 啊。首先一个就是在版图设计的时候，预防酸锁效应的措施其实并不多，也不难，主要就体现在两个方面，呃，一个就是彻底接触，那有些同学就说我就是在维环， 确实是这样的，我们要让称底的店主小，所以呢要围环，要让称底宽一些，要多放一些 contact 啊，或者还要为双环，还要注意环与模式管的距离啊。第二个方面呢，就是呃距离方面的，距离方面就是 p 模式与 m 模式的距离啊， i o 电路与内部电路的距离，就这两个方面，一个是在称里称里接触方面，还有一个就是距离方面。 那呃做这些措施呢，并不难，难点在什么呢？就是要了解所设计的芯片的特点，要清楚哪些地方容易发生酸锁效应， 因为电呃版图工程师呢，他不做电路设计，可能就是对那些电路的特点呢，是不是很了解，对呃信号也不了解，那么就很容易忽略掉一些发生栓索效应的地方。 那哪些地方容易发生酸锁效应呢？就是呃 i o 的地方，高电压的地方，大电流的地方，大功率的地方，高频的地方，产生时钟的地方，高低电位变化的 地方。那这些地方呢，就是我们要哦要要去，注意，要去要去跟电路工程师沟通，要请教他们哪些地方是具有这些特点， 你在做模块设计的时候就要提前考虑，不然的话你到最后呢，等这个工具检查出错误来的时候，你已经没有面积来做改变了，就麻烦了， 那么这就是呃，所有的关于山索效应的内容就讲到这里，希望对大家有帮助。 对于模拟版图感兴趣的朋友呢，可以私信我获取免费的公开课及版图设计学习资料，也可以进 行一对一付费指导。零基础的朋友可以了解一下我们广东省大湾区集成电路与系统应用研究院 目前开设的集成电路方面从零到一的全流程课程，包括模拟前端、集成电路测试、 fpga 等等。

那前面呢，就是主要介绍了触发双锁效应的物理条件和电路偏置条件，他们组成了触发双锁效应的必要和充分条件， 我们可以把物理条件和电路偏置条件结合起来，判断实际的电路和版图是否存在双手风险。 那么在哪些情况下容易发生双锁效应呢？呃，首先一个就是芯片一开始工作的时候， 因为 b d d 就是电源呢，突然开了它，它这个变化率有可能过大，就会导致 n y 和 p sup 之间的寄生电容产生足够的电流。呃，第二个情况就是连接 i o 的时候， i o 的信号变化有可能会超出 v， d， d， g， n d 的范围，或者是 e， s d。 静电可能会从保护电路中引入少量带电载流子到 no 或者是 ps up 当中，所以 i o 处呢，要做好防护，尽量不使用 p 莫斯， 避免 p n p n 结构的形成，因为 p 模式是做在 n v o 里面的，没有 n v o 的话呢，就这种 p n p n 结构就不会形成。 第三呢就是当很多的驱动器同时动作的时候，负载过大时，电源和地突然变化，也有可能引起 scr 的触发。 第四就是井的侧面漏电流过大，可能会引起 scr 的处罚，因为井的话呢，就是用来就是这个批末呃批 n p 和 n p n 的积极积极，所以呃他们的积极上电流过大，就会呃引起这个发射结上面的电压过大，那就会导通这个机身的晶体管。 第五个呢，就是呃产生时钟的地方，还有开关频率快的地方，因为时钟在不同的翻转或者是频率变化很大，那么他就是相当于在对称底不停的放电，那么就会产生电流，就会触发酸索效应。 第六个是高压紧和低压紧混合的地方啊，特别是几电位接近或低于低电位的时候，所以低张弱里面有规定，嗯紧的距离，而且 背景的距离要求会比较大，尤其是当不同电位相互靠近的时候呢，那这个距离是要求要大一些，不然就容易触发双锁效应。第七条就是 power mouse 管，也就是说大电流的地方 他容易触发双手效应。第八就是高电压的地方，这个比较容易理解。第九呢就是 大面积摸试管接地的地方，这个呢，怎么来理解？就是当我们摸试管比较大的时候，他又是接地的，那也就摸试管面积一大的话，也就意味着呃称底接触会比较少，那比较少的话称底上的电位就会哎 比较高，因为呃村里接触少，那等效电阻就会大，所以呢他会呃触发这个酸锁效应的，呃可能性就会比较大。这些地这几种情况呢，我们要呃特别注意。

是之一。那如何解决这个啊，酸索效应啊， clean up the substrate 的 disturbance 呢？啊，减少这个称底继承效应带来的这些啊 串扰呢，我们将用啊这个保护环的方式来解决它。 所以保护环我们以 emos 为例啊，看这样的一个纸叉型的 emos， 他是并联的方式啊，他的其中一端啊，漏端啊，已经连接并联连接上了，通过这个黄浅黄色的线引出去。他的另外的一端，他的原端也连在了并联的连在了一起。通过下面这一条鼠标，我所指的回路连 接了出去。三级也连接在了一起。通过这个金属啊，我们通过金属二啊连接出去。 这是 n 毛四的直插型。我们之前讲过那所谓的保护环呢，看就是绿色的这个部分绿色对应的图层呢，是 p 型的 defuge 啊，就 p 型的这个啊，扩散扩散区， 它围绕着 n 型的毛丝管儿这一周呃进行了连接。然后它所接的电位为 v， s， s， 也就是最低电位。有的时候也我们也叫它 g， n， d 啊接 d。 通过连接一个啊接最低电位的，我们称之为像墙或者像电网一样的方式 啊，起到了一个电学和物理隔绝的办法，把我们的这个管子和其他管子进行了一个啊隔离。通过这种反片的方式啊，使得我们的管子啊的继承效应得到了有效的解决。 右边的这张图就是我们绘制版图中啊，这是我们的两个管子，我为了把它保护起来 啊，我们加入的这样的一个保护环。在接下来的啊 cannons 的操作中，我们会为大家具体介绍啊保护环的绘制方法 啊。这里面我们要多说一点的是呢，我们这个保护环可以看到啊，保护环之间的连接，他 使用的是金属一，而这个连接出去的啊，毛丝管，恩，毛丝管的极端用的是另外一层金属，金属二啊，浅黄色。那他们两个之间不会产生连接的情况。 这样的话就杜绝了我们所说的这个呃，覆盖上就是连接的情况啊。只有一种情况，金属一，金属二可以连接在一起。看鼠标这端就是你在他们之间加入了一个通孔，通孔就是打叉的这个孔， 你把相当于一楼和二楼之间的那个直梯的作用。只有在这种情况下，他们是连接在一起啊。所以在这里我们可以看到金属二可以跨越这个保护管中的金属一，这是没有问题而不跟他连接的。

我们来对双锁效应设计规则做一个小结。双锁效应的设计规则就是五个方面，呃，一个是摸式管与称体接触的间距，第二个是 l 相连的 p 模式、 n 模式的间距， 第三个是 l 与内部电路的间距，第四个是双环，第五个是环的宽度。 那么第一个对于卧室管和衬底接触的间距呢，就是要尽量小。这里两个工艺呢，都是定义的是 最小距离是三，最大距离不能超过三十五微米，那这个三十五是很大的。我们在实际版图设计的时候，是尽量让魔术馆跟 gallery 靠近。 第二条呢，就是 i o 相连的 p 模式和 n 模式的间距要尽量大一些。 点幺八。 b、 c、 d 工艺呢，是十五微米，四十纳米。碎模式工艺呢，就是呃根据电压不同要求要三微米，五微米，七微米，那这个就是跟他们的电压有关。像 b、 c、 d 的话，它是高压工艺，所以这个间距要大很多。 第三条是 i o 与内部电路的间距，一般来说也是要尽量大一些。那这两个例子呢，就相差比较大， 一个是五十微米，一个是十五微米，这也是由他们的电压决定的。 bcd 工艺是高压电路，所以呢就要求大很多。 那第四条呢，就一样的，就是要对 i o 器件呢，要用双环结构包围起来，那这个粒子里面呢，它是没有。事实纳米没有把呃大噪声、高功率的 这个要求围双环的要求专门列出来。但是我们在实际版图设计的时候呢，如果是大噪声的或者高功率的，我们肯定也要用双环把它围起来。 最后一个就是 garden 的宽度，那点幺八的工艺呢？它也没有专门列出来四十纳米的，就是要求要大于 零点三微米。那是不是说这个点幺八工艺对这个环路宽度就没有要求了？其实不是的，因为我们要这样 低，这个衬底上的等效垫主就肯定需要把环放宽一点。那为什么这个点幺八没有列出来呢？就是因为它的工艺节点比较大， 画出来的环最小都已经是零点四二微米宽了。因为 c t 是零点二二，然后 a a 呢，要包围这个 c t 至少要零点一，两边都是零点一加起，跟 c t 的宽度一加起来就是零点四二了，所以它肯定是比这个零点三要大的。 那这些就是呃关于双锁效应的设计规则就只有这五条。规则还是比较简单的，在版图设计的时候，我们只要把黄尾好了，这些距离 你设计好了就可以了，没有什么难度，就是要需要一开始就要注意这些细节。

我们来看一下四十纳米新磨石工艺的双手效应设计规则。第一条就是对 i o buffer 和 yes d 器件必须用双环结构包围， n 莫斯 p 莫斯，这个跟点幺八 b c d 工艺是一样的。第四条 是对于 io 和内部电路原路区任何一点到同一井中最近的衬底接触的距离要小于等于三十五微米，这个跟点幺八的工艺也是一样的。 第五条是 l buffer 与内部电路的这个间距要大于等于十五微米，那这个呢，就跟点幺八的工艺呢呃相差比较大。点幺八是呃大于等于五 五十微米，这个只有四十纳米的只要十五微米。因为点幺八的它的电压大很多，所以间距要大很多。 这一页列的是关于呃连到 i o 的这些 n mouse， p mouse 的间距要求 分三种情况，就普通的 n 模式 p 模式，它是要求要大于等于三微米，而一点八伏的就要五微米，二点五伏的就至少要七微米，也就是说电压越大， 这个间距就越大。那这个呢，就是跟点幺八工艺呢，就是不一样，要求会小很多，而且分了不同的电压。点幺八的就是是统一的要求是十五微。 最后这一条是呃对 government 宽度的定义，至少要求要零点三微米。那这一条呢，就是点幺八 b cd 工艺里面是没有专门列出这一条的， 那这就是四十纳米 c 模式工艺的所有的呃双锁效应的设计规则。 对于模拟版图感兴趣的朋友呢，可以私信我，获取免费的公开课及版图设计学习资料，也可以进行一对一付费指导，零基础的朋友可以了解一下我们广东省大湾区集成电路与系统应用研究院 目前开设的集成电路方面从零到一的全流程课程，包括模拟前端、集成电路测试、 fpga 等等。

那么如何解决这个问题呢？我们来看这样的一个案例啊，在我们以 p 毛四和 n 毛四为例啊，这是 p 毛四和 n 毛四的两个，呃，管子，在这两个管子之间呢啊，我们可以看到有两个寄生的三极管产生， 三极管分别对应于这里边 pmos 啊，这里边左边是 pmos， 右边是 nmos， 那么 p m s 的呃，这个两个有源区，这个原籍和漏级明显，它是 p 型， 它和下面的 n well， n well， 是另外一个型号，那么就都有 p n， 那么我们的 substrake 呢，又是 p 型的，就形成了一个 p n p 啊， p n p， 我们知道它是三极管啊， p n p 三极管，它形成了一个，呃，三极管的寄生效应，那同样的，我们的 nmos， 它的有源区 n 和下面的这个衬底 p， 以及右边的这个蓝色的 n y o 之间，又形成了个 n p n 型啊，寄生的三极管。当然这个三极管因为有源区有两个，它对应的是啊，多级的这个啊，多级的这个三极管，那这个三 气管，再加上我们的 n well 啊，以及 substrate 自身的这种电阻，它就会形成啊，寄生的这样的一个电路结构， 围绕着我们的啊， v d d 和 g n d， 也就是最高电瓶和最低电瓶之间形成了一个这样的三寄生三 g 管和寄生电容的网络。 这种网络啊，我们称之为它会产生一种效应，叫酸素效应，英文叫 light your 什么意思呢？它指的是啊，在西茅寺的 啊，镜片中，在电源 power v d d 和 d 线 g n d 之间，由于寄生的 p n p 和 n p n 这个双极性的 bjt 啊，相互影响而产生的一个低阻抗通路，这个阻抗，这个电阻是比较小的哈继承电阻，它的存在会使上面的 vdd 和下面的 v gnd 之间产生一个很大的电流啊，它是 循环放大的一个效果，那这一产生在这种效果，我们称之为 like tram 酸索效应 啊，栓就是门栓的那个栓，锁就是锁头的锁，它最容易产生在易受外部干扰的 i o 电路口处。 io 电路呢，指的就是我芯片的这个 pad 啊，这个连接的那个输入输出啊，这个，呃，输入输出电路， 那这个地方是最容易产生酸锁效应，那偶尔呢？他也存在于啊电路的内部啊，其实只要是一个反向器，类似于反向器的结构，有 m o s 和皮毛相邻的话，他就会产生酸锁效应。 那随着 ic 制造工艺的发展，封装密度和集成度越来越高，产生酸锁效应的可能性也越来越大。 搜索效应产生的过度电流可能会使芯片产生永久性的损坏。 live trap 的防范是 ic 啊版图的最重要的措施之一。

讲完了酸锁效应的改善措施，我们来看一下关于酸锁效应的设计规则，用两个例子来进行说明，其中一个例子是点幺八 b， c、 d 工艺， 这个工艺是一个非常成熟的制成，在二十几年前就已经开始用了，但是现在呢，因为新能源汽车发展起来了，所以这个点幺八 b， c、 d 工艺呢，被大量的应用到了汽车电子方面的芯片， 所以这个工艺是比较具有代表性的。那关于双锁效应的规则呢？其实并不多，只有五条。第一条就是讲的对于 i o， buffer 和 e， s， d 器件，呃，必须要用双环结构包围 m s 和 p 模式。第二条规则呢，是指这个 i o， buffer 和 e s， d 器件里面的 n 模式， p 模式的间距 s e 要大于等于十五微米，也就是对应这个图。 呃，第三条规则是指，呃， i o 和内部电路，也就是所有电路里面的这个原漏区，任意一点 到同一井中最近的称底接触的距离要小于等于三十五微米， 也就是说，呃，摸试管离衬底接触要近一点，那这个三十五文笔实际上是很大的，我们在实际工作当中呢，呃，一般说来都是用最小距离，那他对应的图就是这个图，这个是 是衬底接触，那这是摸试管，摸试管的最远端的这个有园区，离 pick up 就是衬底接触的距离要小一点于三十五微米，这个是很容易满足的啊。第四条呢是， 呃， i o， buffer 和内部电路的距离要大于等于五十微米， 对应的图就是这个，这个是内部电路，然后 l 八粉一般是放到这个芯片的边上，跟 pad 放在一起，这样呢就中间走电源线，用双环隔开，那他们的距离呢要大于等于五十微米， 这一条呢就是它有一个 n c 的标志，所以呢就是不检查工具是不检查的，那么需要人 成功去检查，我们要特别留意一下，到时候就是版图做完要做一个大爆切口。第五条呢是也是不检查的，也有 nc 的标志，那这一条呢是呃指 对大噪声或者是高功率电路等特殊器件之间呢，必须插入双管结构， 这个跟第一条呢是呃一样的，都是要求要双环结构，那第一条呢是对 iobuff 和 ust 器件要双环。嗯第 五条呢是指这个大噪升高功率的，他们要插入双环结构，那这个点幺八 bcd 工艺的呃双手效应规则就只有这。 对于模拟版图感兴趣的朋友呢，可以私信我获取免费的公开课及版图设计学习资料，也可以进行一对一付费指导。 零基础的朋友可以了解一下我们广东省大湾区集成电路与系统应用研究院目前开设的集成电路方面从零到一的全流程课程，包括模拟前端、集成电路测试、 fpga 等等。

那么关于保护环呢，我们还有一种保护环的方法啊，我们称之为 double gar rain 啊，包括英文叫 gar rain， gar 就是保护的意思啊。 那这个 double garry 呢，就是双环指的什么意思呢？就是说以 n 毛斯为例，这中间这个是 n 毛斯的话，它的旁边是 p 型的 garry， 在这个基础上，我在外面再加一个 n 型的 garry 啊，去 clean d c potential， 就是啊，去清除掉 里边的这个环呢，是清除掉地线上的这种串绕啊，外面的这个 n 型的 garin 呢，是清除掉 直流的电视啊。这样在一起呢，他就可以实现隔离噪声，因为噪声呢，是一个存在你又无法完全预计的信号，那这种信号我为了屏蔽他，我就要多加啊 几层他的保护网，把可能串扰产生的来源都隔绝掉啊，从而起到保护内部电路的作用。这就是我们所说的双保护网。

我们需要用第五式 fifth stroke balancing area， speed and noise。 就是我们要在面积、 area， speed、 速度和噪声啊 noise 之间进行一个平衡啊，实现一个吹 low。 虽然在这个我们可以看到哈，这个保护环，这个之间存在着电容影响它的速度啊， p garin 啊，我们以 emos 为例，这两个这个这个之间啊，是它的 p garin 在这里绿色的部分。那再往外呢，这个蓝色的部分对应于它的 n well 形成的 n garry 双顶工艺。那在这种情况下，我要考虑它的计生电容造成的速度影响啊，我要 要考虑外界噪声啊，这个双层结构的隔离，以及他们整体所占的版图面积之间的一个平衡问题啊，要兼顾这几点。那在这个时候呢，我们就出现了另外的一种保护牌结构，属于折中的办法， 我们称之为 u 型保护环。 u 型保护环就是在中间的这个管子的周围啊，我架我的保护环，它不是一个，不是一个全包围，它是一个半包围的方式。 那么无论里边是 m、 s、 i、 p mos， 都可以用这种方式来实现。那保护环呢？啊，这里边啊，我们有两个方案来画保护环。一种方案 看呢，就是保护环的这个轮廓呀，他是沿着我们的里面需要保护的毛丝管的外边沿。那另外一种保护环的方式呢，在这个地方， 他是通过添加这个地方添加大量的保护管，来使整体实现一个比较方方正正的啊，这个啊，规整的矩形的结构。那其实呢，哪种方式都是可以的啊，只要你版图的面积 有效啊，你有足够的版面积，你仍然可以采用这种方式，取决于具体的情况。

当然这里面也存在着一个问题，什么问题呢？就是虽然我的 nmos 和 pmos 被保护环啊严密的保护起来，但我也牺牲了我的版图的面积。在我们的版图设计中，版图的面积是称之为是寸土寸金的， 也是非常啊重要的一个参考的一个设计标准。如果我们的每一个管子都用这么大的面积，这么多的保护来保护的话，那我的版图面积要消耗很多。那为了解决这个问题啊，我们折中一下。

客户咨询常见的 esd 金源有常规浅回扫、深回扫结构，是否有简易的方式区分 esd 结构类型？针对客户的提问，今天我们和大家分享采用数字源区分 esd 结构类型的方法。首先简介数字源显示界面， 这是流过 esd 的电流，这是 esd 两端加载的电压，这是前卫电流。需注意前卫电流若太大， esd 器件可能会烧毁前卫电流若太小，则回扫结构 esd 可能不会栓索。需要您依据 esd 回扫点的电流调节前卫电流。 然后选择三款不同结构的 esd 器件进行 esd 导通和关闭实验。第一，常规结构 esd， 其两端加载七点六伏电压 sd， 完全导通流过 esd 的电流十毫安，再减小至七伏， esd 就可以恢复高阻肽，关闭 esd， 未发生栓索，说明 esd 不具备回扫特性。第二，浅回扫结构 esd， 其两端加载七点五伏电压 esd， 完全导通流过 esd 的电流十毫安，再减小至五点二伏， esd 才能恢复高阻肽，关闭 esd， 发生了栓索，说明 esd 具备浅回扫特性。第三，深回扫结构 esd， 其两端加载七点三伏电压 esd， 完全导通流过 esd 的电流十毫安， 再减小至零点八伏， esd 才能恢复高阻肽，关闭 esd， 发生了栓锁，说明 esd 具备深回扫特性。结合上述实验分析，大致可 判断 esd 结构类型。 esd 恢复高阻态时的电压值越低，说明回扫越深。本期分享就到这里，感谢大家的观看。下期我们来讲解深回扫 esd 应用注意事项。

刚才讲的这个三极管 mpn 发射结和集电结都处于正片，是处于什么状态？饱和状态啊，饱和状态。然后我们再重新简单的刚才回顾一下，然后截止区的话就是发射结的一个反片，集电结反片，然后放大区呢是发射结正片，集电结反片以及饱和区的话是 发射结正片以及极电结反片啊，这大家对于刚才的内容回顾一下，然后第二个呢，就是在 ic 设计中主要运用到的一些 linus 的相关命令， w q 啊，冒号 w q 的话是文本的一个编辑啊，保存并退出啊，大家注意知道这个保存并退出。 然后第三个是电路方面呢，我们就刚才主要简单的说了一下，然后第四个啊，主要看第四个，刚才我们也说过，包括数字集成电路以及模拟集成电路啊，像我们版图里面的话，版图里面的话也包括数字版图和模拟版图，我们数字版图和模拟版图有哪些区别呢？刚才 说过我们数字版图啊，像这个数字信号，它主要是分为零和一零信号，一信号也就是零，大多数表示的是这个低品信号，然后一是高品信号以及零是高电低电位，然后一是高电位啊，这样的一个数字信号， 这分为一个数字集成电路和一个这数字信号模拟信号，而模拟信号呢，大多是属于连续的这种波形的一个连续信号啊，这个是他的一个模拟信号。 数字信号呢，就是包括一些零和一的信号，然后按导电类型的不同可以分为像这个双机型的集成电路以及单机型的集成电路，这是电路的一个分类， 然后前者频率比较好，但是功耗比较大，而且制作工艺比较复杂，不利于大骨膜的集成。后者呢，工作速度低，但是输入组更高，以及功耗小，制作工艺简单，易于大骨膜的集成。当然这个双机型和单机型啊，他们都会有各自的一个优缺点，就是我们 后面刚才讲到的这些，也包括我们这个数字电路以及模拟电路，以及这个数字版图和模拟版图有哪些区别？像我们在画这个数字版图的时候啊，数字版图的时候大多数啊，只有大多数情况下都是 pm 四管和 m o 四管 两种貌似管的一个组成，然后他的一个抗干扰能力比较强数字电流。而模拟电流的话呢，我们一般都是有像这个 pmos， 除了 pmos 管和貌似管之外，还存在了像这个电阻、电容、三极管等等啊这些其他的一些部分。这个就是数字版图与模拟版图里面的一些区别。另外就是数字 版图的话，它一般都是用衬底，一般是加衬底就可以去呃用的。然后模拟版图的话呢，我们是需要去围 gotter in 的，就是为这个环，为保护环啊，保护环就是保护我们内部的一些器件，保护我们内部的一些器件啊，这个是数字版图，模拟版图， 让我们就简单讲到这里，当然我们现在画的大多数都是一些数模混合的一些版图，像数字模块和模拟模块同时存在一个版图里面。