1.9.1 芯片结构及其参数

为了解决上述电路设计和芯片制造之间接口存在不足的问题，本书提出一种新的接口，即除了通常的接口（设计规则和器件模型参数），还应加入芯片剖面（或平面/剖面）结构技术，并由该技术得到适合于设计电路的加工制程，如图1-22下面部分所示。

电路功能是根据客户的要求进行设计的，而电路性能是根据电路与版图结构、构成电路的各种元器件模型参数及制造技术等来决定的。制程完成后，得到的芯片功能和电气性能都必须达到设计指标。利用 CAD技术，将设计电路中所有元器件及其相互连接转换为几何图形，即电路图形转换为平面版图，这就是版图设计。由此可得到芯片制造所用的一套掩模版（Mask），它确定了芯片平面各层结构与横向尺寸，而制程不仅确定了芯片平面/剖面结构、横向和纵向尺寸，还决定了电路功能和电气性能。

可见，芯片制程将设计电路平面版图结构转换为芯片平面/剖面结构。芯片横向和纵向尺寸如图1-22所示。这两种尺寸与栅氧化膜厚度T_G-Ox、有效沟道长度L_eff、阈值电压U_T、杂质浓度分布N_s、结深度X_j、薄层电阻R_s及寄生效应（这些都是平面和剖面结构参数）等有关。

如果电路设计中采用的器件模型参数不精确，则经制程后所得到的电路性能就达不到设计指标。如果电路芯片制造中所得到的平面/剖面结构参数不精确，则所得到的电路性能也达不到设计指标。所以，在进行电路设计时，要采用精确的元器件模型参数，而进行电路芯片制造时要严格遵守制程中的工艺规范，得到精确的平面/剖面结构参数。

由此可见，器件模型参数与平面/剖面结构参数密切相关。相同电路在不同晶圆制造厂家的制程有差异，导致了电路芯片平面/剖面结构参数不相同，即便使用相同设计规则设计的一套数字模拟电路掩模版，制造出的电路芯片电气特性一般也会有差异。可见芯片平面/剖面结构及其参数在电路设计和芯片制造中起着十分重要的作用。

深入地了解并分析芯片平面/剖面结构，对于电路设计、芯片制造、成品率提升、产品质量提高及电路失效分析等都是十分重要的。