Efeitos dependentes de layout em um amplificador operacional de dois estágios em FDX FD-SOI 22nm GF

Abstract

À medida que o nó dos processos de fabricação dos CIs diminui, um novo tipo de variabilidade é introduzido. Coletivamente conhecidos como efeitos dependentes de layout (LDE), esses efeitos podem causar variações elétricas quando os parâmetros de layout de um dispositivo são modificados. Esses efeitos têm o potencial de impactar tanto o desempenho quanto a funcionalidade de um projeto de CI, resultando em ciclos de iteração de design prolongados. As principais fontes desses efeitos incluem WPE (Well Proximity Effect)), LOD (Length of Diffusion) e STI (Shallow Trench Isolation) que influenciam os parâmetros dos MOSFET como a tensão de limiar e a corrente de dreno. Os projetistas precisam estar cientes de que o comportamento do dispositivo depende não apenas de parâmetros geométricos tradicionais, como comprimento e largura do canal, mas também dos detalhes de implantação do layout do dispositivo e da vizinhança ao seu redor. Este trabalho tem como objetivo investigar de que forma os efeitos dependentes de layout impactam o desempenho de dispositivos CMOS em projetos de circuitos integrados analógicos. Para isso, foi implementado um amplificador de dois estágios utilizando a tecnologia 22nm fully depleted silicon on insulator (22FDX Platform). O desempenho do amplificador foi avaliado pela comparação entre a simulação do esquemático (considerado como caso ideal) e das simulações pós-layout realizadas com o software Custom Compiler da Synopsys, permitindo a observação dos LDE no desempenho do dispositivo.