版圖繪制及Virtuoso-工具軟件

版圖繪制及Virtuoso

工具軟件范鎮(zhèn)淇2011年3月17日2023最新整理收集do

something2023/12/10共41頁2主要內容典型深亞微米工藝流程DesignRule的簡介Virtuoso軟件的簡介及使用PDK簡介2023/12/10共41頁31、典型深亞微米工藝流程這里介紹目前比較普通的N阱CMOS工藝流程，用到的wafer（晶圓）是P型襯底，所以需要用NWELL來構建p溝器件，而n型MOS管就構建在p襯底上。這里以反相器為例簡單的介紹下其制作的基本工藝流程。2023/12/10共41頁4第一張mask定義為n-well(orn-tub)maska)離子注入：制造nwell。b)擴散：在所有方向上擴散，擴散越深，橫向也延伸越多。2023/12/10共41頁5第二張mask定義為activemask。有源區(qū)用來定義管子的柵以及允許注入的p型或者n型擴散的管子的源漏區(qū)。2023/12/10共41頁6忽略版圖中無法體現的一些mask：諸如channelstop、閾值電壓調整等要介紹的第三張mask為polymask：它包含了多晶硅柵以及需要腐蝕成的形狀。2023/12/10共41頁7第四張mask定義為n＋mask，用來定義需要注入n＋的區(qū)域。2023/12/10共41頁8第五張mask是p＋mask。

p＋在Nwell中用來定義PMOS管或者NMOS體端引出；p＋在Pwell中用來作為歐姆接觸。2023/12/10共41頁9第六張mask就是定義接觸孔了。首先腐蝕SiO2到需要接觸的層的表面。其次要能夠使金屬接觸到擴散區(qū)或者多晶硅區(qū)。2023/12/10共41頁10第七張mask就是金屬1（metal1）了。需要選擇性刻蝕出電路所需要的連接關系。至此，一個反相器的完整版圖就完成了。2023/12/10共41頁112、DesignRule的簡介圖解術語2023/12/10共41頁122023/12/10共41頁132023/12/10共41頁14一個簡單的例子2023/12/10共41頁153、Virtuoso軟件的簡介及使用創(chuàng)建LayoutCellviewFile->New->Cellview2023/12/10共41頁16LayoutEditorWindow2023/12/10共41頁17LayerSelectionWindow(LSW)2023/12/10共41頁182023/12/10共41頁19LayoutEditor菜單（1）Abstract用于版圖抽取，DraculaInteractive用于Dracula工具進行DRC等Verify菜單下的DRC等是用于Diva工具的。2023/12/10共41頁20LayoutEditor菜單（2）2023/12/10共41頁21DisplayControlWindow2023/12/10共41頁22Virtuoso下的快捷鍵的使用（1）Ctrl＋A全選Shift＋BReturn，升到上一級視圖Ctrl＋C中斷某個命令，一般用ESC代替。Shift＋C裁切（chop）。C復制，復制某個圖形Ctrl＋D取消選擇。亦可點擊空白處實現。Ctrl＋F顯示上層等級Shift＋F顯示所有等級Ffit，顯示你畫的所有圖形K標尺工具Shift＋K清除所有標尺L標簽工具M移動工具Shift＋M合并工具，MergeN斜45對角＋正交。Shift＋O旋轉工具。RotateO插入接觸孔。Ctrl＋P插入引腳。PinShift＋P多邊形工具。PolygonP插入Path（路徑）Q圖形對象屬性（選中一個圖形先）R矩形工具。繪制矩形圖形S拉伸工具。可以拉伸一個邊，也可以選擇要拉伸的組一起拉伸U撤銷。Undo。Shift＋U重復。Redo。撤銷后反悔2023/12/10共41頁23Virtuoso下的快捷鍵的使用（2）V關聯attach。將一個子圖形（child）關聯到一個父圖形（parent）后，若移動parent，child也跟著移動；移動child，parent不會移動。Ctrl＋W關閉窗口。Shift＋W下一個視圖。W前一個視圖。Y區(qū)域復制Yank。和copy有區(qū)別，copy只能復制完整圖形對象。Shift＋Y黏貼Paste。配合Yank使用。Ctrl＋Z視圖放大兩倍（也可點住鼠標右鍵拖動）Shift＋Z視圖縮小兩倍Z視圖放大ESC鍵撤銷功能Tab鍵平移視圖Pan。按Tab，用鼠標點擊視圖區(qū)中某點，視圖就會移至以該點為中心。Delete鍵刪除BackSpace鍵撤銷上一點。這就不用因為Path一點畫錯而刪除重畫?？梢猿蜂N上一點。Enter鍵確定一個圖形最后一點。也可以雙擊鼠標左鍵。Ctrl＋方向鍵移動Cell。Shift＋方向鍵移動鼠標。方向鍵移動視圖。2023/12/10共41頁244、PDK簡介（1）在以前，PMOS管、NMOS管、電容、電阻以及接觸孔contact等一系列元器件都是手工繪制的，效率比較低。因此為了提高效率，讓設計者有一個流暢的設計環(huán)境，降低開發(fā)周期，許多工藝制造產商都提供了相應尺寸工藝下的PDK。PDK全稱ProcessDesignKit，它主要是由Cadence的Schematic和LayoutTool為主體所組成的，它可以看作是一個工作平臺，在這個工作平臺上可以加載一些模擬軟件和驗證軟件，形成一個完整的設計平臺，這樣的一個設計模式有助于縮短設計者的開發(fā)周期。2023/12/10共41頁25PDK簡介（2）2023/12/10共41頁26PDK簡介（3）PDK不僅提供了MOS管和接觸孔的版圖單元，而且還提供了各類電阻、電容、電感以及三極管等常用器件的Layoutcell，并可以根據具體要求設置器件的相關屬性，參考PDK自帶的說明文件，靈活的使用PDK可以為版圖的繪制帶來了很大的幫助2023/12/10共41頁27PDK建立要想使用PDK首先要創(chuàng)建Library時建立起和Virtuoso軟件之間的鏈接關系：例：建立Library

在建立Library時需要定義techfile，此時應選擇“Attachtoanexistingtechfile”，“TechnologyLibrary”選項中應選擇所采用的PDK，避免以后發(fā)生無法預期的錯誤。2023/12/10共41頁28PDK中的常用元器件版圖NMOS:PMOS:(poly)&(active)&(nplus)&(psub)(poly)&(active)&(pplus)&(nwell)2023/12/10共41頁29電容：這是一個28um×28um的電容，電容值為566fF。跟邊上的MOS管比較起來，可見電容在layout中占用面積比率比較大。電容的計算方式跟平板電容計算方式一樣（C=εS/4πkd）。2023/12/10共41頁30PNP：一般來說PDK中根據三極管發(fā)射極的面積提供了多種可供選擇的三極管2023/12/10共41頁31PNP的橫截面圖2023/12/10共41頁32電阻：2023/12/10共41頁33PDK中的電阻類型比較多，大致可分為三種：擴散電阻、多晶硅電阻、阱電阻。不同類型的電阻其電阻值的取值范圍和阻值精度也是不一樣的。擴散電阻

擴散電阻是在源漏擴散時形成，有N+擴散和P＋擴散電阻。在CMOS工藝下，N+擴散電阻是做在PSUB上，P＋擴散是在N阱里。這類電阻器的阻值估算為R＝RSL/W（RS為薄層電阻，L,W分別為電阻器的寬度和長），其阻值較大，精度一般。2023/12/10共41頁34多晶硅電阻多晶硅電阻結構較簡單，分為兩種類型，一種用POLY1做阻值區(qū)，另一種是用POLY2做阻值區(qū)。多晶硅電阻的方塊電阻最小,但精度最高,隨工藝,電壓和溫度的變化較小，適合高精度場合使用。阱電阻

阱電阻就是一N阱條（或P阱條），兩頭進行N+（P+）擴散以進行接觸。其薄層電阻值一般在1-10K歐/方，屬高阻。其電壓系數和溫度系數大，受光照輻射影響也大，但匹配性好，通常可用在精度要求不高的地方，如上拉電阻或保護電阻等。

2023/12/10共41頁35二極管CMOSN阱工藝中二極管結構一般有兩種，一是psub-nwell，另一個是sp-nwell，其中SP即P＋重摻雜，在源漏擴散時形成。SP/N-WELL二極管存在寄生PNP三極管和較大的串聯電阻。2023/12/10共41頁36設計中常見的問題找不到相應的Library原因：在FTP主文件夾下的“cds.lib”文件中的Library路徑不對該Library并不存在與cds.lib文件中解決方法編輯相應的cds.lib文件2023/12/10共41頁37不能打開一個Cellview或編輯一個Cellview

有的時候你在一個Library中不能打開一個或編輯Cellview，這種情況的發(fā)生則說明你并沒有權利訪問該Cellview。解決方式：改變你的訪問權利

LibraryManager–Edit–AccessPermissionsform.使用UNIXcommandchmod

來改變你在該Library中的訪問權利（用的很少）2023/12/10共41頁38版圖中的Layout單元消失了Acellviewoftencontainsinstancesofcellsfromotherdesignlibraries.Ifyouopenacellviewthatcontainsinstancesofcellsfromalibrarythatthelayouteditorcannotfind,thefollowinghappens:Whenyoutrytoopenthecellview,youseeawarningdialogboxlistingcellsthatthelayouteditorcannotfindWhenyouclosethedialogbox,thecellviewopens,buteachareacontainingamissingcelldisplaysaflashingboxwithanX2023/12