王寧 圖設(shè)計(jì)報(bào)告

1、集 成 電 路 版 圖 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告題 目： 七選一數(shù)據(jù)選擇器 姓 名： 王 寧 學(xué) 號(hào)： 200810131 設(shè)計(jì)規(guī)則： 多晶硅寬度為 最小尺寸2 成績(jī)： 目 錄一設(shè)計(jì)目的2二設(shè)計(jì)原理21.版圖設(shè)計(jì)的目標(biāo)22.版圖設(shè)計(jì)的內(nèi)容23.設(shè)計(jì)規(guī)則34.CMOS反相器的設(shè)計(jì)規(guī)則35.掩膜版圖設(shè)計(jì)流程圖46.MOS版圖設(shè)計(jì)規(guī)則5三設(shè)計(jì)內(nèi)容6四設(shè)計(jì)結(jié)果61.CMOS反相器的版圖設(shè)計(jì)結(jié)果6（A）有錯(cuò)誤的版圖結(jié)果6(B)修正后正確的版圖結(jié)果72、七選一數(shù)據(jù)選擇器7（A）有錯(cuò)誤的四選一數(shù)據(jù)選擇器版圖結(jié)果7(B)修正后的七選一選擇器版圖8五心得體會(huì)8集成電路版圖設(shè)計(jì)報(bào)告一設(shè)計(jì)目的1. 通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，熟悉L-

2、edit軟件的特點(diǎn)并初步掌握使用L-edit軟件的流程；2. 通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，了解集成電路工藝的制作流程、簡(jiǎn)單集成器件的工藝步驟、集成器件區(qū)域的層次關(guān)系，與此同時(shí)進(jìn)一步了解集成電路版圖設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則；3. 掌握數(shù)字電路的基本單元CMOS的版圖，并利用CMOS的版圖設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的門(mén)電路，然后對(duì)其進(jìn)行基本的DRC檢查；4. 使用L-edit軟件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單器件的版圖設(shè)計(jì)（如CMOS反相器以及七選一選擇器）能夠區(qū)分 掩模板圖和電路版圖以及PCB板之間的區(qū)別跟聯(lián)系。二設(shè)計(jì)原理1.版圖設(shè)計(jì)的目標(biāo)：版圖是集成電路從設(shè)計(jì)走向制造的橋梁，它包含了集成電路尺寸、各層拓?fù)涠x等器件相關(guān)的物理信息數(shù)據(jù)。版圖設(shè)計(jì)是非常有必要的，也

3、是非常有意義的，其設(shè)計(jì)目標(biāo)有以下三方面： 滿(mǎn)足電路功能、性能指標(biāo)、質(zhì)量要求； 盡可能節(jié)省面積，以提高集成度，降低成本； 盡可能縮短連線(xiàn)，以減少?gòu)?fù)雜度，縮短延時(shí)，改善可能性。2.版圖設(shè)計(jì)的內(nèi)容： 布局：安排各個(gè)晶體管、基本單元、復(fù)雜單元在芯片上的位置。 布線(xiàn)：設(shè)計(jì)走線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)管間、門(mén)間、單元間的互連。 尺寸確定：確定晶體管尺寸（W、L）、互連尺寸（連線(xiàn)寬度）以及晶體管與互連之間的相對(duì)尺寸等。 版圖編輯（Layout Editor ）:規(guī)定各個(gè)工藝層上圖形的形狀、尺寸和位置。 布局布線(xiàn)（Place and route ）：給出版圖的整體規(guī)劃和各圖形間的連接。 版圖檢查（Layout Check ）：

4、設(shè)計(jì)規(guī)則檢驗(yàn)（DRC,Design Rule Check）、電氣規(guī)則檢查（ERC,Electrical Rule Check）、版圖與電路圖一致性檢驗(yàn)（LVS,Layout Versus Schematic ）。3.設(shè)計(jì)規(guī)則：設(shè)計(jì)規(guī)則是設(shè)計(jì)人員與工藝人員之間的接口與“協(xié)議”， 版圖設(shè)計(jì)必須無(wú)條件的服從的準(zhǔn)則。設(shè)計(jì)規(guī)則主要包括幾何規(guī)則、電學(xué)規(guī)則以及走線(xiàn)規(guī)則。其中幾何設(shè)計(jì)規(guī)則通常有兩類(lèi)： 微米準(zhǔn)則：用微米表示版圖規(guī)則中諸如最小特征尺寸和最小允許間隔的絕對(duì)尺寸。 準(zhǔn)則：用單一參數(shù)表示版圖規(guī)則，所有的幾何尺寸都與成線(xiàn)性比例。設(shè)計(jì)規(guī)則分類(lèi)如下： 拓?fù)湓O(shè)計(jì)規(guī)則（絕對(duì)值）：最小寬度、最小間距、最短露頭、離周

5、邊最短距離。 設(shè)計(jì)規(guī)則（相對(duì)值）：最小寬度w=m、最小間距s=n、最短露頭t=l、離周邊最短距離d=h。4.CMOS反相器的設(shè)計(jì)規(guī)則：5. P型MOS管必須放在n阱區(qū)。6. PMOS的有源區(qū)、n阱和n區(qū)的最小重疊區(qū)決定n阱的最小尺寸。7. n有源區(qū)同n阱間的最小間距決定了nMOS管和pMOS管的距離。8. 通常，將nMOS管和pMOS管的多晶硅柵極對(duì)準(zhǔn)，這樣可以由最小長(zhǎng)度的多晶硅線(xiàn)條組成柵極連線(xiàn)。在一般版圖中要避免出現(xiàn)長(zhǎng)的多晶硅連接的原因在于多晶硅線(xiàn)條過(guò)高的寄生電阻和寄生電容會(huì)導(dǎo)致明顯的RC延時(shí)。9. 掩膜版圖的最后一步是在金屬中形成輸出節(jié)點(diǎn)VDD和GND接觸孔間的局部互連。10. 掩膜版圖中

6、的金屬線(xiàn)尺寸通常由金屬最小寬度和最小金屬間距（同一層上的兩條相鄰線(xiàn)間）決定。5.掩膜版圖設(shè)計(jì)流程圖：電路布局估計(jì)寄生電容晶體管初始尺寸版圖掩膜版圖設(shè)計(jì)功能與性能指標(biāo)設(shè)計(jì)規(guī)則檢查（DRC檢查）電路與寄生參數(shù)提取電路仿真尺寸重置與修改版圖完成改進(jìn)性能6.MOS版圖設(shè)計(jì)規(guī)則：三設(shè)計(jì)內(nèi)容1.設(shè)計(jì)一個(gè)CMOS反相器：采用N阱工藝完成CMOS反相器版圖的設(shè)計(jì)。2.設(shè)計(jì)一個(gè)七選一的選擇器： 設(shè)計(jì)規(guī)則是多晶硅最小寬度為2四設(shè)計(jì)結(jié)果1.CMOS反相器的版圖設(shè)計(jì)結(jié)果（A）有錯(cuò)誤的版圖結(jié)果:(B)修正后正確的版圖結(jié)果2、七選一數(shù)據(jù)選擇器（A）有錯(cuò)誤的四選一數(shù)據(jù)選擇器版圖結(jié)果(B)修正后的七選一選擇器版圖五心得體會(huì)通

7、過(guò)這次集成電路版圖設(shè)計(jì)，我初步掌握了L-edit軟件的基本操作方法，并能夠獨(dú)立的運(yùn)用該軟件設(shè)計(jì)并繪制版圖。當(dāng)然在第一次接觸L-edit軟件的過(guò)程中遇到了較多的問(wèn)題，與此同時(shí)也學(xué)到很多知識(shí)。這次版圖設(shè)計(jì)我做的是CMOS反相器和七選一數(shù)據(jù)選擇器的設(shè)計(jì)。在我做集成電路版圖設(shè)計(jì)過(guò)程中的困難之一是分不清楚集成器件的工藝層次結(jié)構(gòu)，尤其是在七選一數(shù)據(jù)選擇器的版圖設(shè)計(jì)過(guò)程中。這讓我深刻體會(huì)到我的集成電路基礎(chǔ)知識(shí)尤其工藝部分基礎(chǔ)不夠扎實(shí)，在以后的學(xué)習(xí)中我要繼續(xù)加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)。第一次使用L-edit軟件設(shè)計(jì)版圖設(shè)計(jì)的過(guò)程中，對(duì)于工藝部分的尺寸調(diào)節(jié)這個(gè)環(huán)節(jié)是個(gè)相當(dāng)繁瑣的工作。各部分寬度的改變會(huì)導(dǎo)致其它尺寸違

8、反設(shè)計(jì)規(guī)則，如多晶硅寬度改變則會(huì)影響接觸孔與多晶硅間的間距，如有源區(qū)寬度的變寬則會(huì)影響N阱或P阱與有源區(qū)間距離的改變對(duì)于第一次使用該軟件的我來(lái)說(shuō)這是一個(gè)簡(jiǎn)單卻很麻煩的環(huán)節(jié)。不過(guò)在后來(lái)的摸索中我熟悉使用了Bottom left corner and dimensions的調(diào)節(jié)規(guī)則，方便了我后來(lái)的版圖設(shè)計(jì)與調(diào)節(jié)。在做集成電路版圖設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我覺(jué)得這樣做可以提高版圖制作效率。再設(shè)計(jì)出電路的前提下，熟悉設(shè)計(jì)規(guī)則后，在編輯界面上先依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)則大概繪制出版圖結(jié)構(gòu)，進(jìn)行DRC仿真后再依次改正錯(cuò)誤。調(diào)節(jié)各部分尺寸的過(guò)程中show box coordinates項(xiàng)選擇Bottom left corner and dimensions，我覺(jué)得這個(gè)調(diào)節(jié)相對(duì)比較方便。在做七選一數(shù)據(jù)選擇器的過(guò)程中我首先做出四選一數(shù)