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디지털집적회로설계 실습 2주차 보고서

"디지털집적회로설계 실습 2주차 보고서"에 대한 내용입니다.
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최초등록일 2023.09.14 최종저작일 2023.09
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디지털집적회로설계 실습 2주차 보고서
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    목차

    1. poblem
    2. solutions
    3. Discussions

    본문내용

    • Solutions
    1. n-diffusion, ndc, poly를 이용해 NMOS를 그린다.
    Magic layout을 실행하면 DRC 를 체크하여 Design Rule이 어긋나지 않는지 파악한다.
    “G” Key를 눌러서 grid 표시를 한다.

    NMOS의 경우,
    초록색인 n-diffusion을 21x8크기로 만든다.
    하늘색 모양인 8x8 ndc를 n-diff 양 끝에 배치한다.
    빨간색 poly silicon을 중앙에 배치하고, 위아래로 4칸이 나오게끔 만든다.

    2. n-well, p-diffusion, pdc와 poly를 이용해 PMOS를 그린다.
    PMOS의 경우, 주황색인 p-diffusion을 21x8 크기로 배치한다.
    파란색인 pdc를 8x8 로 p-diffusion 양 쪽 끝에 배치한다.
    NMOS와 마찬가지로, Poly를 가운데 배치하고 4칸 만큼 나오게 만든다.
    연못과 같은 역할을 할 수 있는 n-well을 PMOS보다 크게 만들어 배치한다. 이는 기판과 관련이 있기 때문이다.

    3. NMOS, PMOS의 poly를 연결하고 VDD와 GND를 그린다.
    PMOS 상단에 진한 파란색인 Metal1을 배치하고 NWC를 이용해 PMOS 소스와 연결시킨다.

    참고자료

    · 없음
  • AI와 토픽 톺아보기

    • 1. NMOS 레이아웃 설계
      NMOS 레이아웃 설계는 반도체 공정에서 매우 중요한 기초 단계입니다. 채널 길이와 폭의 비율을 정확히 설정하여 원하는 전류 특성을 구현해야 합니다. 게이트 산화막의 품질과 도핑 농도 관리가 성능에 직접적인 영향을 미치므로 공정 파라미터를 신중하게 결정해야 합니다. 또한 레이아웃 설계 시 전자 이동도를 고려하여 최적의 기하학적 구조를 만드는 것이 필수적입니다. 현대적인 설계 도구를 활용하면 설계 시간을 단축하면서도 높은 정확도를 유지할 수 있습니다.
    • 2. PMOS 레이아웃 설계
      PMOS 레이아웃 설계는 NMOS와 달리 정공의 이동도가 낮다는 특성을 고려해야 합니다. 따라서 같은 전류를 얻기 위해 더 큰 폭의 채널이 필요하며, 이는 칩 면적 증가로 이어집니다. 기판 바이어스 효과를 최소화하기 위해 적절한 웰 구조 설계가 중요합니다. NMOS와의 상호작용을 고려한 균형잡힌 설계가 회로 성능을 결정하므로, 두 소자의 특성을 동시에 최적화하는 접근이 필요합니다.
    • 3. 금속 연결층 및 접촉
      금속 연결층과 접촉부는 칩의 신뢰성과 성능에 결정적인 역할을 합니다. 접촉 저항을 최소화하기 위해 적절한 접촉 면적과 배치를 설계해야 하며, 금속층의 두께와 폭도 신중하게 결정해야 합니다. 다층 금속 구조에서 비아를 통한 연결 시 신뢰성 문제가 발생할 수 있으므로 설계 규칙을 엄격히 준수해야 합니다. 전자 이동 현상으로 인한 신뢰성 저하를 방지하기 위해 전류 밀도 제한을 고려한 설계가 필수적입니다.
    • 4. Inverter 레이아웃 완성
      Inverter 레이아웃은 NMOS와 PMOS의 조화로운 설계가 가장 중요합니다. 두 소자의 크기 비율을 적절히 조정하여 대칭적인 상승 및 하강 시간을 구현해야 합니다. 전력 공급선과 접지선의 배치를 최적화하여 노이즈를 최소화하고 신뢰성을 향상시켜야 합니다. 완성된 레이아웃은 설계 규칙 검증과 전기적 특성 검증을 거쳐야 하며, 이를 통해 고성능의 기본 논리 게이트를 구현할 수 있습니다.
  • 자료후기

      Ai 리뷰
      이 문서는 CMOS 회로 설계를 위한 Magic Layout 실습 과정을 자세히 설명하고 있으며, 이를 통해 학생들이 실습을 효과적으로 수행할 수 있도록 도움을 줄 것으로 보인다.
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