重庆邮电大学2015级微电子科学与工程专业工程类工程能力培养课程

重庆邮电大学重庆邮电大学 20152015 级《工程能力培养课程》级《工程能力培养课程》 一、开课专业及班级一、开课专业及班级 2015 级微电子科学与工程专业 、 2015 级微电子科学与工程专 业实验班 二、工程能力培养课程目的与要求二、工程能力培养课程目的与要求 1、全面掌握《半导体集成电路》 、 《集成电路工艺原理》与《模 拟集成电路设计原理》 、 《数字集成电路设计原理》 、 《微电子器件》 、 《半导体物理》等课程的内容，加深对集成电路设计、器件设计及其 制造工艺的理解， 学会利用专业理论知识， 实现定制集成电路设计。 2、在集成电路方面，学会利用 Cadence 软件完成给定功能的集 成电路原理设计与特性模拟， 按版图规则完成版图设计， 并确定相应 的制造工艺流程； 掌握版图布局规划、 单元设计和布线规划的知识。 3、在工艺器件方面，学会利用集成电路工艺和器件技术的计算 机辅助设计软件（Silvaco-TCAD）对器件的设计与分析，并确定相应 的制造工艺流程及相应参数的测试。 4、培养学生独立分析和设计的在综合实践能力。 5、培养学生的创新意识、严肃认真的治学态度和求真务实的工 作作风。 三、授课方式三、授课方式 学生自己选择题目与方案，开放式教学；授课时间为第学生自己选择题目与方案，开放式教学；授课时间为第2 2 周一周一 每个实验室具体开放时段：每个实验室具体开放时段： （1）集成电路设计实验室： 周 1~周 5 开放时间为 8： 00~12： 45、 14： 00~17： 30、 19： 00~21： 00 周六与周日开放时间为：9：00~12：45、14：00~17：00 （2）微电子工艺实验室： 考虑到设备运行效率，可参考往年经验，按9：00~12:00、 12:00~15:00、15:00~18:00 划分时段，每天可运行12 学时。 （（20172017 年年 9 9 月月 1717 日）至第日）至第 1818 周周五（周周五（20192019 年年 1 1 月月 1111日）日） 。。 （3）集成电路测试实验室： 周 1~周 5 开放时间为 8： 00~12： 45、 14： 00~17： 30、 19： 00~21： 00 周六与周日开放时间为：9：00~12：45、14：00~17：00 四、工程能力培养课程任务要求四、工程能力培养课程任务要求 每人从下列题目中选择一个，按题目要求，独立完成任务，并撰 写总结报告。如出现相同报告（两份及以上） ，均以不及格计算。 集成电路设计类要求根据给定集成电路的功能要求， 确定设计方 法和电路基本单元类型，完成电路原理设计，模拟分析电路特性，根 据版图规则完成光刻版图设计， 确定工艺流程，完成版图参数提取与 LVS分析。工艺要求采用 0.5µm 双多晶三层金属的混合信号 CMOS 工艺。 其中， 仿真工具采用 Cadence 的 Spectre 工具， 版图采用 Cadence 绘制。 工艺器件类要求根据器件的性能要求， 确定器件的基本结构，完 成器件各工序参数，绘制器件版图；通过微电子中心工艺实验室制作 并完成参数测试分析。 1 1、、1616 位高速或低功耗加法器位高速或低功耗加法器 1）设计一个高速的 16 位加法器，运算时间小于 1ns。 2）设计一个低电压、低功耗额的16 位加法器，电路工作在1V 以 下。要求比较各种加法器的优劣，运用 spectre 估计功耗，并通过版 图设计验证。 要求： 1） 依据高电平灵敏的的 16 位加法器要求，给出电路图，完成 的 16 位加法器由电路图到晶体管级的转化； 2）绘制原理图,完成电路特性模拟； 3）遵循设计规则完成的 16 位加法器晶体管级电路图的版图，流 程如下： 版图布局规划－基本单元绘制－功能块的绘制－布线规划 -总体 版图； 4）版图检查与验证（DRC、LVS等验证） 。 2 2、高速的流水结构的、高速的流水结构的 8×8×8 8 乘法乘法 项目描述： 设计一个高速的流水结构的 8×8 乘法器， 运算时间小于 1ns。运用 spectre 估计时延，并通过版图设计验证。要求： 1） 依据高电平灵敏的的 8×8 乘法器要求， 给出电路图， 完成的 8×8 乘法器由电路图到晶体管级的转化； 2）绘制原理图,完成电路特性模拟； 3） 遵循设计规则完成的 8×8 乘法器晶体管级电路图的版图， 流程 如下： 版图布局规划－基本单元绘制－功能块的绘制－布线规划 - 总体版图； 4）版图检查与验证（DRC、LVS等验证） 3 3、、 高性能低压差漏失电压电压调整器高性能低压差漏失电压电压调整器 （（Low dropout regulator, LDOLow dropout regulator, LDO）） 1) 要求设计一种漏失电压45º 2）绘制原理图,完成电路特性模拟； 3）遵循设计规则完成的多级 CMOS 跨导运算放大器晶体管级电 路图的版图，流程如下： 版图布局规划－基本单元绘制－功能块的绘制－布线规划 - 总体版图； 4）版图检查与验证（DRC、LVS等验证） 。 1010、过温保护电路、过温保护电路 1）电源电压 2.5~5.5V 及 27℃温度时，整体静态电流10µA 2) 升温翻转温度为（160±5）℃， 降温翻转文度为 140±5）℃ 3）绘制原理图,完成电路特性模拟； 4）遵循设计规则完成的多级 CMOS 跨导运算放大器晶体管级电 路图的版图，流程如下： 版图布局规划－基本单元绘制－功能块的绘制－布线规划 - 总体版图； 5）版图检查与验证（DRC、LVS等验证） 。 1111、、CMOSCMOS 三阶有源低通滤波器三阶有源低通滤波器 1）采用 0.18µm CMOS 工艺，输入输出直流电平为 0.9V，电源 电压为 1.8V，单端输入信号摆幅为 50Mv，二倍衰减≥9dB ， LPF 带 宽为 20MHz。 2）绘制原理图,完成电路特性模拟； 3）遵循设计规则完成的多级 CMOS 跨导运算放大器晶体管级电 路图的版图，流程如下： 版图布局规划－基本单元绘制－功能块的绘制－布线规划 - 总体版图； 4）版图检查与验证（DRC、LVS等验证） 。 1212、肖特基二极管设计与实现、肖特基二极管设计与实现 1） 要求反向恢复时间小于 10 纳秒， 正向导通压降仅为 0.4V 左右。 2）采用集成电路工艺和器件技术的计算机辅助设计软件 （Silvaco-TCAD 分析肖特基二极管器件的 V-I特性、 击穿电压、 温度 热学分布。 3）设计肖特基二极管器件的结构并绘出其制版版图 4） 采用微电子中心工艺实验室工艺线实现所设计的肖特基二极管 4） 采用微电子中心的集成电路测试实验室测试所设计实现的肖特 基二极管 1313、齐纳二极管设计与实现、齐纳二极管设计与实现 1）要求齐纳二极管的稳定电压 Vz 为 6~7.5V。 2）采用集成电路工艺和器件技术的计算机辅助设计软件 （Silvaco-TCAD 分析确定齐纳二极管的相关参数。 3）设计肖齐纳二极管器件的结构并绘出其制版版图 4）采用微电子中心工艺实验室工艺线制作所设计的齐纳二极管 5）采用微电子中心的集成电