tailieunhanh - Giáo trình Thiết kế mạch logic số - Chương 5: Thiết kế vi mạch số trên thư viện cổng chuẩn

Giáo trình Thiết kế mạch logic số - Chương 5: Thiết kế vi mạch số trên thư viện cổng chuẩn giới thiệu công nghệ chế tạo IC, tổng quan về công nghệ ASIC trên thư viện cell chuẩn, quy trình thiết kế ASIC trên thư viện cổng chuẩn, tổng hợp thiết kế bằng Synopsys Design Compiler và phần bài tập chương 5. | Chương V Thiết kế vi mạch số trên thư viện cổng chuẩn 1. Công nghệ chế tạo IC Công nghệ chế tạo vi mạch bán dẫn được phát triển từ những năm giữa của thế kỷ 20 và không ngừng phát triển biến đổi. Hình Mô hình tấm silicon trong sản xuất IC Nguyên liệu để sản xuất IC vật liệu bán dẫn thường là silicon. Silicon đầu tiên được chuẩn bị dưới dạng thanh trụ dài Silicon Ingot hình dạng cho phép thu được tinh thế có độ đồng nhất cao. Khối trụ có đường kính thay đổi từ 50mm đến 300mm sau đó được cắt thành các tấm hình tròn dầy bằng nhau Silicon wafer chiều dày của các tấm silicon thay đổi tùy từ 200 - 1000 pm tùy thuộc đường kính của tấm. Những tấm silicon này sẽ trải qua một quy trình quang khắc photolithography để cho ra sản phẩm cuối cùng là các khối IC vuông kích thước 2-15mm mà thuật ngữ gọi là các dice thông thường để tiết kiệm chi phí sản xuất thì các dice này được sản xuất hàng loạt giống nhau trên cùng một tấm silicon. Hình vẽ dưới đây minh họa cho nguyên lý hoạt động của quá trình quang khắc. Nguyên lý của quá trình quang khắc rất giống với nguyên lý của quy trình rửa ảnh chụp bằng phim. Khi chụp ảnh thì cửa chụp của máy ảnh chỉ được mở ra trong một thời gian cực ngắn đủ cho ánh sáng tác động lên lớp vật liệu cảm quang trên bề mặt phim. Phim sau đó được rửa để tạo thành phim âm bản qua phim này vùng nào bị ánh sáng chiếu vào thì trong suốt để ánh sáng đi qua và ngược lại. Tới giai đoạn tái tạo hình ảnh ánh sáng chiếu qua phim âm bản lên giấy ảnh dưới kích thích của cường độ ánh sáng khác nhau lớp hóa Chương IV - Thiết kế vi mạch sổ trên thư viện cổng chuẩn 1 chất trên giây ảnh sẽ tạo nên màu sắc khác nhau nhờ đó hình ảnh gốc khi chụp được khôi phục. Hình . Quy trình quang khắc photolithography trong sản xuât IC. Đối với quá trình quang khắc nguyên lý làm việc cũng tương tự như vậy. Để sản xuất một IC người ta dùng một bộ mặt nạ masks có tác dụng như phim âm bản ánh sáng sử dụng trong kỹ thuật quang khắc là tia cực tím với bước sóng vào khoảng 200nm. Tấm .