06+第四讲+版图绘制及Virtuoso_工具软件.ppt

版图绘制及Virtuoso工具软件 范镇淇2011年3月17日 2020 3 14 共41页 2 主要内容 典型深亚微米工艺流程DesignRule的简介Virtuoso软件的简介及使用PDK简介 2020 3 14 共41页 3 1 典型深亚微米工艺流程 这里介绍目前比较普通的N阱CMOS工艺流程 用到的wafer 晶圆 是P型衬底 所以需要用NWELL来构建p沟器件 而n型MOS管就构建在p衬底上 这里以反相器为例简单的介绍下其制作的基本工艺流程 2020 3 14 共41页 4 第一张mask定义为n well orn tub maska 离子注入 制造nwell b 扩散 在所有方向上扩散 扩散越深 横向也延伸越多 2020 3 14 共41页 5 第二张mask定义为activemask 有源区用来定义管子的栅以及允许注入的p型或者n型扩散的管子的源漏区 2020 3 14 共41页 6 忽略版图中无法体现的一些mask 诸如channelstop 阈值电压调整等要介绍的第三张mask为polymask 它包含了多晶硅栅以及需要腐蚀成的形状 2020 3 14 共41页 7 第四张mask定义为n mask 用来定义需要注入n 的区域 2020 3 14 共41页 8 第五张mask是p mask p 在Nwell中用来定义PMOS管或者NMOS体端引出 p 在Pwell中用来作为欧姆接触 2020 3 14 共41页 9 第六张mask就是定义接触孔了 首先腐蚀SiO2到需要接触的层的表面 其次要能够使金属接触到扩散区或者多晶硅区 2020 3 14 共41页 10 第七张mask就是金属1 metal1 了 需要选择性刻蚀出电路所需要的连接关系 至此 一个反相器的完整版图就完成了 2020 3 14 共41页 11 2 DesignRule的简介 图解术语 2020 3 14 共41页 12 2020 3 14 共41页 13 2020 3 14 共41页 14 一个简单的例子 2020 3 14 共41页 15 3 Virtuoso软件的简介及使用 创建LayoutCellviewFile New Cellview 2020 3 14 共41页 16 LayoutEditorWindow 2020 3 14 共41页 17 LayerSelectionWindow LSW 2020 3 14 共41页 18 2020 3 14 共41页 19 LayoutEditor菜单 1 Abstract用于版图抽取 DraculaInteractive用于Dracula工具进行DRC等Verify菜单下的DRC等是用于Diva工具的 2020 3 14 共41页 20 LayoutEditor菜单 2 2020 3 14 共41页 21 DisplayControlWindow 2020 3 14 共41页 22 Virtuoso下的快捷键的使用 1 Ctrl A全选Shift BReturn 升到上一级视图Ctrl C中断某个命令 一般用ESC代替 Shift C裁切 chop C复制 复制某个图形Ctrl D取消选择 亦可点击空白处实现 Ctrl F显示上层等级Shift F显示所有等级Ffit 显示你画的所有图形K标尺工具Shift K清除所有标尺L标签工具 M移动工具Shift M合并工具 MergeN斜45对角 正交 Shift O旋转工具 RotateO插入接触孔 Ctrl P插入引脚 PinShift P多边形工具 PolygonP插入Path 路径 Q图形对象属性 选中一个图形先 R矩形工具 绘制矩形图形S拉伸工具 可以拉伸一个边 也可以选择要拉伸的组一起拉伸U撤销 Undo Shift U重复 Redo 撤销后反悔 2020 3 14 共41页 23 Virtuoso下的快捷键的使用 2 V关联attach 将一个子图形 child 关联到一个父图形 parent 后 若移动parent child也跟着移动 移动child parent不会移动 Ctrl W关闭窗口 Shift W下一个视图 W前一个视图 Y区域复制Yank 和copy有区别 copy只能复制完整图形对象 Shift Y黏贴Paste 配合Yank使用 Ctrl Z视图放大两倍 也可点住鼠标右键拖动 Shift Z视图缩小两倍Z视图放大 ESC键撤销功能Tab键平移视图Pan 按Tab 用鼠标点击视图区中某点 视图就会移至以该点为中心 Delete键删除BackSpace键撤销上一点 这就不用因为Path一点画错而删除重画 可以撤销上一点 Enter键确定一个图形最后一点 也可以双击鼠标左键 Ctrl 方向键移动Cell Shift 方向键移动鼠标 方向键移动视图 2020 3 14 共41页 24 4 PDK简介 1 在以前 PMOS管 NMOS管 电容 电阻以及接触孔contact等一系列元器件都是手工绘制的 效率比较低 因此为了提高效率 让设计者有一个流畅的设计环境 降低开发周期 许多工艺制造产商都提供了相应尺寸工艺下的PDK PDK全称ProcessDesignKit 它主要是由Cadence的Schematic和LayoutTool为主体所组成的 它可以看作是一个工作平台 在这个工作平台上可以加载一些模拟软件和验证软件 形成一个完整的设计平台 这样的一个设计模式有助于缩短设计者的开发周期 2020 3 14 共41页 25 PDK简介 2 2020 3 14 共41页 26 PDK简介 3 PDK不仅提供了MOS管和接触孔的版图单元 而且还提供了各类电阻 电容 电感以及三极管等常用器件的Layoutcell 并可以根据具体要求设置器件的相关属性 参考PDK自带的说明文件 灵活的使用PDK可以为版图的绘制带来了很大的帮助 2020 3 14 共41页 27 PDK建立 要想使用PDK首先要创建Library时建立起和Virtuoso软件之间的链接关系 例 建立Library在建立Library时需要定义techfile 此时应选择 Attachtoanexistingtechfile TechnologyLibrary 选项中应选择所采用的PDK 避免以后发生无法预期的错误 2020 3 14 共41页 28 PDK中的常用元器件版图 NMOS PMOS poly active nplus psub poly active pplus nwell 2020 3 14 共41页 29 电容 这是一个28um 28um的电容 电容值为566fF 跟边上的MOS管比较起来 可见电容在layout中占用面积比率比较大 电容的计算方式跟平板电容计算方式一样 C S 4 kd 2020 3 14 共41页 30 PNP 一般来说PDK中根据三极管发射极的面积提供了多种可供选择的三极管 2020 3 14 共41页 31 PNP的横截面图 2020 3 14 共41页 32 电阻 2020 3 14 共41页 33 PDK中的电阻类型比较多 大致可分为三种 扩散电阻 多晶硅电阻 阱电阻 不同类型的电阻其电阻值的取值范围和阻值精度也是不一样的 扩散电阻扩散电阻是在源漏扩散时形成 有N 扩散和P 扩散电阻 在CMOS工艺下 N 扩散电阻是做在PSUB上 P 扩散是在N阱里 这类电阻器的阻值估算为R RSL W RS为薄层电阻 L W分别为电阻器的宽度和长 其阻值较大 精度一般 2020 3 14 共41页 34 多晶硅电阻多晶硅电阻结构较简单 分为两种类型 一种用POLY1做阻值区 另一种是用POLY2做阻值区 多晶硅电阻的方块电阻最小 但精度最高 随工艺 电压和温度的变化较小 适合高精度场合使用 阱电阻阱电阻就是一N阱条 或P阱条 两头进行N P 扩散以进行接触 其薄层电阻值一般在1 10K欧 方 属高阻 其电压系数和温度系数大 受光照辐射影响也大 但匹配性好 通常可用在精度要求不高的地方 如上拉电阻或保护电阻等 2020 3 14 共41页 35 二极管 CMOSN阱工艺中二极管结构一般有两种 一是psub nwell 另一个是sp nwell 其中SP即P 重掺杂 在源漏扩散时形成 SP N WELL二极管存在寄生PNP三极管和较大的串联电阻 2020 3 14 共41页 36 设计中常见的问题 找不到相应的Library原因 在FTP主文件夹下的 cds lib 文件中的Library路径不对该Library并不存在与cds lib文件中解决方法编辑相应的cds lib文件 2020 3 14 共41页 37 不能打开一个Cellview或编辑一个Cellview 有的时候你在一个Library中不能打开一个或编辑Cellview 这种情况的发生则说明你并没有权利访问该Cellview 解决方式 改变你的访问权利LibraryManager Edit AccessPermissionsform 使用UNIXcommandchmod来改变你在该Library中的访问权利 用的很少 2020 3 14 共41页 38 版图中的Layout单元消失了 Acellviewoftencontainsinstancesofcellsfromotherdesignlibraries Ifyouopenacellviewthatcontainsinstancesofcellsfromalibrarythatthelayouteditorcannotfind thefollowinghappens Whenyoutrytoopenthecellview youseeawarningdialogboxlistingcellsthatthelayouteditorcannotfindWhenyouclosethedialogbox thecellviewopens buteachareacontainingamissingcelldisplaysaflashingboxwit