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(yè)2主要內(nèi)容典型深亞微米工藝流程DesignRule的簡(jiǎn)介Virtuoso軟件的簡(jiǎn)介及使用PDK簡(jiǎn)介2023/12/10共41頁(yè)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(lái)構(gòu)建p溝器件，而n型MOS管就構(gòu)建在p襯底上。這里以反相器為例簡(jiǎn)單的介紹下其制作的基本工藝流程。2023/12/10共41頁(yè)4第一張mask定義為n-well(orn-tub)maska)離子注入：制造nwell。b)擴(kuò)散：在所有方向上擴(kuò)散，擴(kuò)散越深，橫向也延伸越多。2023/12/10共41頁(yè)5第二張mask定義為activemask。有源區(qū)用來(lái)定義管子的柵以及允許注入的p型或者n型擴(kuò)散的管子的源漏區(qū)。2023/12/10共41頁(yè)6忽略版圖中無(wú)法體現(xiàn)的一些mask：諸如channelstop、閾值電壓調(diào)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(yè)7第四張mask定義為n＋mask，用來(lái)定義需要注入n＋的區(qū)域。2023/12/10共41頁(yè)8第五張mask是p＋mask。

p＋在Nwell中用來(lái)定義PMOS管或者NMOS體端引出；p＋在Pwell中用來(lái)作為歐姆接觸。2023/12/10共41頁(yè)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(kuò)散區(qū)或者多晶硅區(qū)。2023/12/10共41頁(yè)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(guān)系。至此，一個(gè)反相器的完整版圖就完成了。2023/12/10共41頁(yè)112、DesignRule的簡(jiǎn)介圖解術(shù)語(yǔ)2023/12/10共41頁(yè)122023/12/10共41頁(yè)132023/12/10共41頁(yè)14一個(gè)簡(jiǎn)單的例子2023/12/10共41頁(yè)153、Virtuoso軟件的簡(jiǎn)介及使用創(chuàng)建LayoutCellviewFile->New->Cellview2023/12/10共41頁(yè)16LayoutEditorWindow2023/12/10共41頁(yè)17LayerSelectionWindow(LSW)2023/12/10共41頁(yè)182023/12/10共41頁(yè)19LayoutEditor菜單（1）Abstract用于版圖抽取，DraculaInteractive用于Dracula工具進(jìn)行DRC等Verify菜單下的DRC等是用于Diva工具的。2023/12/10共41頁(yè)20LayoutEditor菜單（2）2023/12/10共41頁(yè)21DisplayControlWindow2023/12/10共41頁(yè)22Virtuoso下的快捷鍵的使用（1）Ctrl＋A全選Shift＋BReturn，升到上一級(jí)視圖Ctrl＋C中斷某個(gè)命令，一般用ESC代替。Shift＋C裁切（chop）。C復(fù)制，復(fù)制某個(gè)圖形Ctrl＋D取消選擇。亦可點(diǎn)擊空白處實(shí)現(xiàn)。Ctrl＋F顯示上層等級(jí)Shift＋F顯示所有等級(jí)Ffit，顯示你畫的所有圖形K標(biāo)尺工具Shift＋K清除所有標(biāo)尺L標(biāo)簽工具M(jìn)移動(dòng)工具Shift＋M合并工具，MergeN斜45對(duì)角＋正交。Shift＋O旋轉(zhuǎn)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(duì)象屬性（選中一個(gè)圖形先）R矩形工具。繪制矩形圖形S拉伸工具?？梢岳煲粋€(gè)邊，也可以選擇要拉伸的組一起拉伸U撤銷。Undo。Shift＋U重復(fù)。Redo。撤銷后反悔2023/12/10共41頁(yè)23Virtuoso下的快捷鍵的使用（2）V關(guān)聯(lián)attach。將一個(gè)子圖形（child）關(guān)聯(lián)到一個(gè)父圖形（parent）后，若移動(dòng)parent，child也跟著移動(dòng)；移動(dòng)child，parent不會(huì)移動(dòng)。Ctrl＋W關(guān)閉窗口。Shift＋W下一個(gè)視圖。W前一個(gè)視圖。Y區(qū)域復(fù)制Yank。和copy有區(qū)別，copy只能復(fù)制完整圖形對(duì)象。Shift＋Y黏貼Paste。配合Yank使用。Ctrl＋Z視圖放大兩倍（也可點(diǎn)住鼠標(biāo)右鍵拖動(dòng)）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(biāo)點(diǎn)擊視圖區(qū)中某點(diǎn)，視圖就會(huì)移至以該點(diǎn)為中心。Delete鍵刪除BackSpace鍵撤銷上一點(diǎn)。這就不用因?yàn)镻ath一點(diǎn)畫錯(cuò)而刪除重畫。可以撤銷上一點(diǎn)。Enter鍵確定一個(gè)圖形最后一點(diǎn)。也可以雙擊鼠標(biāo)左鍵。Ctrl＋方向鍵移動(dòng)Cell。Shift＋方向鍵移動(dòng)鼠標(biāo)。方向鍵移動(dòng)視圖。2023/12/10共41頁(yè)244、PDK簡(jiǎn)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(shè)計(jì)者有一個(gè)流暢的設(shè)計(jì)環(huán)境，降低開發(fā)周期，許多工藝制造產(chǎn)商都提供了相應(yīng)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(gè)工作平臺(tái)，在這個(gè)工作平臺(tái)上可以加載一些模擬軟件和驗(yàn)證軟件，形成一個(gè)完整的設(shè)計(jì)平臺(tái)，這樣的一個(gè)設(shè)計(jì)模式有助于縮短設(shè)計(jì)者的開發(fā)周期。2023/12/10共41頁(yè)25PDK簡(jiǎn)介（2）2023/12/10共41頁(yè)26PDK簡(jiǎn)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(jù)具體要求設(shè)置器件的相關(guān)屬性，參考PDK自帶的說(shuō)明文件，靈活的使用PDK可以為版圖的繪制帶來(lái)了很大的幫助2023/12/10共41頁(yè)27PDK建立要想使用PDK首先要?jiǎng)?chuàng)建Library時(shí)建立起和Virtuoso軟件之間的鏈接關(guān)系：例：建立Library

在建立Library時(shí)需要定義techfile，此時(shí)應(yīng)選擇“Attachtoanexistingtechfile”，“TechnologyLibrary”選項(xiàng)中應(yīng)選擇所采用的PDK，避免以后發(fā)生無(wú)法預(yù)期的錯(cuò)誤。2023/12/10共41頁(yè)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(yè)29電容：這是一個(gè)28um×28um的電容，電容值為566fF。跟邊上的MOS管比較起來(lái)，可見電容在layout中占用面積比率比較大。電容的計(jì)算方式跟平板電容計(jì)算方式一樣（C=εS/4πkd）。2023/12/10共41頁(yè)30PNP：一般來(lái)說(shuō)PDK中根據(jù)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(yè)31PNP的橫截面圖2023/12/10共41頁(yè)32電阻：2023/12/10共41頁(yè)33PDK中的電阻類型比較多，大致可分為三種：擴(kuò)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(kuò)散電阻

擴(kuò)散電阻是在源漏擴(kuò)散時(shí)形成，有N+擴(kuò)散和P＋擴(kuò)散電阻。在CMOS工藝下，N+擴(kuò)散電阻是做在PSUB上，P＋擴(kuò)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(zhǎng)），其阻值較大，精度一般。2023/12/10共41頁(yè)34多晶硅電阻多晶硅電阻結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)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(chǎng)合使用。阱電阻

阱電阻就是一N阱條（或P阱條），兩頭進(jìn)行N+（P+）擴(kuò)散以進(jìn)行接觸。其薄層電阻值一般在1-10K歐/方，屬高阻。其電壓系數(shù)和溫度系數(shù)大，受光照輻射影響也大，但匹配性好，通?？捎迷诰纫蟛桓叩牡胤?，如上拉電阻或保護(hù)電阻等。

2023/12/10共41頁(yè)35二極管CMOSN阱工藝中二極管結(jié)構(gòu)一般有兩種，一是psub-nwell，另一個(gè)是sp-nwell，其中SP即P＋重?fù)诫s，在源漏擴(kuò)散時(shí)形成。SP/N-WELL二極管存在寄生PNP三極管和較大的串聯(lián)電阻。2023/12/10共41頁(yè)36設(shè)計(jì)中常見的問(wèn)題找不到相應(yīng)的Library原因：在FTP主文件夾下的“cds.lib”文件中的Library路徑不對(duì)該Library并不存在與cds.lib文件中解決方法編輯相應(yīng)的cds.lib文件2023/12/10共41頁(yè)37不能打開一個(gè)Cellview或編輯一個(gè)Cellview

有的時(shí)候你在一個(gè)Library中不能打開一個(gè)或編輯Cellview，這種情況的發(fā)生則說(shuō)明你并沒(méi)有權(quán)利訪問(wèn)該Cellview。解決方式：改變你的訪問(wèn)權(quán)利

LibraryManager–Edit–AccessPermissionsform.使用UNIXcommandchmod

來(lái)改變你在該Library中的訪問(wèn)權(quán)利（用的很少）2023/12/10共41頁(yè)38版圖中的Layout單元消失了Acellviewoftencontainsinstancesofcellsfromotherdesignlibraries.Ifyouopenacellviewthatcontainsinstancesofcellsfromalibrarythatthelayouteditorcannotfind,thefollowinghappens:Whenyoutrytoopenthecellview,youseeawarningdialogboxlistingcellsthatthelayouteditorcannotfindWhenyouclosethedialogbox,thecellviewopens,buteachareacontainingamissingcelldisplaysaflashingboxwithanX2023/12