0.5μm CMOS PCM版图设计及测试分析

0.5μm CMOS PCM版图设计及测试分析

0.5μm CMOS PCM版图设计及测试分析

  • 适用:本科,大专,自考
  • 更新时间2024年
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0.5μm CMOS PCM版图设计及测试分析

0.5μm CMOS PCM版图设计及测试分析
摘要:PCM(process control monitor)技术是一项用来全面监督和控制生产线工艺状况的质量监控技术,它可以实现对半导体集成电路设计与制造过程的在线控制,对新工艺器件的开发提供技术支持。
关键词:半导体技术,PCM版图设计,测试分析
IC(集成电路)产业是全球高新技术产业的前沿与核心,是最具活力和挑战性的战略产业。自2000年来,在国家政策的大力支持下,我国集成电路产业得到了长足的发展。集成电路设计包括线路、版图、工艺方案和组装结构等,其中又以版图设计最为重要。IC版图设计是指将前端设计产生的门级网表通过EDA设计工具进行布局布线和进行物理验证并最终产生供制造用的GDSII数据的过程。其主要工作职责有:芯片物理结构分析、逻辑分析、建立后端设计流程、版图布局布线、版图编辑、版图物理验证、联络代工厂并提交生产数据。良好的版图设计,不但本身很少带来不可靠因素,而且对工艺难以避免的问题也可预防或减弱其影响。由于设计缺陷对器件的危害性是带有批次性的,因此,设计缺陷在新产品试制阶段和修改设计后对产品质量的影响尤为突出。
自从IC电路诞生以来 ,人们就很重视对工艺制造过程的监控 。IC电路技术的快速发展 ,使电路功能越来越复杂 ,规模越来越大 ,其设计、制造技术也越来越复杂 ,对工艺流程的检测手段就显得越来越重要。为了实现对半导体集成电路设计与制造过程的在线控制,同时满足器件或电路模拟参数提取的要求,以及新材料、新工艺、新器件的研究,近十几年来人们一直在探索和研究能够满足上述要求的新方法,PCM技术就是这些方法中的最为有效的一种。
PCM(Process Control Modulation)技术是一项用来全面监督和控制生产线工艺状况的质量监控技术。它首先根据工艺水平、工艺规范和监控要求, 设计出一些检测图形, 然后在工艺完成后通过编制必要的软件来控制参数测试系统, 完成各种必要的参数测试, 再对这些测试数据进行处理和分析, 把结果反馈回工艺线, 从而完成对工艺线全面监控。PCM具有测试结构全面可靠的特点, 它能充分反应产品工程的关键参数和工艺线加工水平。PCM的设计主要从两方面加以考虑, 一方面是工艺水平, 如我们现在采用的是1.0微米双层多晶双层金属CMOS工艺。另一方面是工艺监控的目标。有的工艺监控是为了日常工艺监控, PCM内容较少, 一般做在划片槽内。有的工艺监控是为了整个工艺线的分析和评价, 必须采用专门的PCM芯片,插花排列在硅片上。它的特点是内容比较全面、细致, 能及时、准确地获取大量与工艺和电路相关的重要数据, 深入地反映工艺各方面的问题。我们这里重点介绍的是第二种PCM。

 

 

 

1 引言 3
2 PCM 测试简介 3
2.1 作用 3
2.2 种类 4
2.3 PCM测试系统的组成 4
3外界因素对 PCM 测试的影响 4
3.1 光照对三极管 Iceo 的影响 4
3.2 场效应管小电流测试注意的问题 5
3.2.1 消除直流漏电流的措施 5
3.2.2  消除杂散电容耦合干扰的措施 5
3.2.3   消除传输线寄生电容充电干扰的措施 5
3.2.4 消除交流噪声干扰 6
3.2.5 消除公共阻抗造成的干扰 7
4主要检测结构及分析 7
4.1薄层电阻检测结构 7
4.1.1范得堡检测结构 7
4.1.2十字形体测结构 8
4.2金属-半导体接触电阻检测结构 8
4.2.1多接触面窗口平面电阻检测结构 9
4.2.2孔链检刚结构测试接触窗口电阻 10
4.3晶体管器件检测结构 10
4.3.1晶体管检测结构 10
4.4单极特性(二极管特性)检测结构 10
4.4.1集成二极管特性 10
4.4.2单极(PN)结特性 11
4.4.3衬底击穿效应检测结构 11
4.5层间电容、MOS电容检测结构 11
4.5.2 N+、P+固定电容(Cn+、Cp+)质量检测结构 12
5 PCM 测试方法的优化 13
5.1 如何缩短延迟时间 13
5.2 同步测量 13
5.3 对测试采样信号类型的选取 13
5.4 寻求最快速测试方式 13
5.4.1 用扫描的方法 14
5.4.2 单点测试的方法 15
5.5 考虑测试头(探针台)的接触速度 15
5.6PCM 参数测试的合理顺序 16
5.6.1 BICMOS集成电路芯片测试顺序问题 16
5.6.2 对IPCM测试中某NPN三极管Iceo参数 16
6 PCM 参数的多元回归模型及其应用 17
6.1PCM参数 17
6.2 PCM 参数的多元回归建模 17
6.3 回归模型的应用 20
7 CMOS PCM 的测试 20
7.1 薄栅氧化层中的电荷及击穿机理 20
7.2击穿评价参数 21
7.3  流片测试结果 23
7.4 0.5μm PCM测试结构 32
Typ 34
8小结 36
9 附录 36
10参考文献 36

参考文献
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[3] 刘家胜 ,黄贤武 ,朱灿焰 ,等. 基于混沌与小波变换的图像加密算法[J ] . 微电子学与计算机 ,2007 ,24 (12) :6 -8.
[4] 柏森 ,廖晓峰. 基于 Walsh 变换的图像置乱程度评价方法[J ] . 中山大学学报:自然科学版 ,2004 ,43 (A02) :58- 61.
[5] 樊昌信 ,张甫. 通信原理[M] . 北京:国防工业出版社 ,2006 :379 – 390.
[6] 沈思宽 1 彩色AC2 PDP 电路系统关键技术研究 [D ]1西安: 西安交通大学, 20001 2251.
[7] 宋万杰, 罗丰, 吴顺君 1 CPLD 技术及其应用 [M ]1 西安: 西安电子科技大学出版社, 19991 512621.
[8] Chen Guanrong , Mao Yaobin , Chui Charles K. A sym2metric image encryption scheme based on 3D chaotic catmaps[J ] . Chaos , Solitons and Fractals , 2004 ,21 (3) :749- 761.
[9] Yamamo to A , Taji maM , U eda T , et al1W ave gen2erat i on circuit fo r reading rom data and generat ingw ave signals and f lat mat r ix disp lay apparatus usingthe same circuit [P ]1U S Patent : 60521051 20002042181.
[10] Singhal K, V isvanathan V. Stat ist ical device modelsf rom wo rst case f iles and elect r ical test data [ J ] .IEEE T rans Sem iconducto r M anufactur ing, 1999; 12(4) : 4702484.

   
 

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