Ledit及器件版图设计

1、L-edit及器件版图设 计 目录 版图的介绍 L-edit的介绍 应用举例 什么是电路版图和器件版图 集成电路 就是把组成电路的元件、器件以及相互间 的连线放在单个芯片上，整个电路就在这个芯片 上，把这个芯片放到管壳中进行封装，电路与外 部的连接靠引脚完成。 分立器件 单个芯片上只会集成某一种功率应用范围 的器件，把这个芯片放到管壳中进行封装，与外 部的连接靠引脚完成。 什么是电路版图和器件版图 版图 根据逻辑与电路或者器件功能和性能要求以及工艺 水平要求来设计光刻用的掩膜版图，实现IC或器件设计 的最终输出。版图是一组相互套合的图形，各层版图相应 于不同的工艺步骤，每一层版图用不同的图案来

2、表示。版 图与所采用的制备工艺紧密相关。 平面工艺 all processing steps act on a very thin surface layer of the wafer.所有的IC在一个晶片上 同时被制造出来，大大降低了制造成本。 举例 举例 举例 举例 举例 举例 认识版图 认识版图 Y 认识版图 从平面工艺到立体结构，需要多层掩模板， 所以版图是由许多分立的版图叠加而成，每一 层都对应工艺过程中某一次或几次掩模。总体 映象才会成为花花绿绿的结构。 举例：CMOS结构示意图 举例：CMOS结构示意图 举例：CMOS结构示意图 举例：CMOS结构示意图 举例：CMOS结构示意图

3、 N阱：做N型材 料注入的封闭 图形。窗口注 入形成P管的衬 底。 举例：CMOS结构示意图 有源区：做晶 体管的D,G,S,B 区域。 举例：CMOS结构示意图 多晶硅：硅栅 和多晶的连线。 元胞间一般都 有共同的多晶 连线。 举例：CMOS结构示意图 有源区的注入： N+区的注入， 漏源连接区或 衬底的注入。 举例：CMOS结构示意图 有源区的注入： P+区的注入， 衬底连接区及 漏源的注入。 举例：CMOS结构示意图 接触孔：有源 区和外部的接 触端子。 举例：CMOS结构示意图 金属：以铝为 材料的金属连 线。 举例：CMOS结构示意图 举例：三极管结构示意图 PNP晶体管：各个电极接

4、触孔 接不同电位应用。 举例：二极管结构示意图 PN二极管：同三极管类似，存在寄生效应。 版图设计规则 版图在工艺中的问题: 制版的分辨率问题 多层版的套准问题 表面不平整问题 工艺中的刻蚀和扩散问题 梯度引起的效应 版图设计规则 规则：厂商给定的使其能顺利完成工艺步骤的版图规定 版图设计规则 a:阱的最小宽度b:不同电位的阱间距c:相同电位的阱间 距d:阱对有源区的最小覆盖e:阱外有源区和阱的间距 版图设计规则 a:有源区的最小宽度b:沟道最小宽度c:有源区间距 版图设计规则 a:接触的最小宽度b:接触孔间距c:有源区和孔间距d: 多晶和孔间距 L-EDIT的应用 L-edit用文件（fil

5、e），单元（cell）等来描绘版图设 计，一个文件由一个或多个单元组成。对图层数，单 元数以及等级数都没有限制，包括了基本所有度数和 任意多边形的绘图。如以千分之一微米为最小单位来 绘图的话最大可绘制一平方米的版图。L-edit简单实 用，在国内具有较高的知名度。 L-EDIT的应用 L-EDIT的应用 L-edit14.0基本的操作界面 L-EDIT的应用 L-EDIT的应用 L-edit常用快捷键 L-EDIT的应用 L-edit的图层 L-edit的图层数是没 有限制的，每一个 图层都用一个设定 颜色的小方块表示， 小方块中也可以设 置花纹。目前器件 版图上的设计都有 习惯的颜色和花纹

6、来表示特定的版图 图层 L-EDIT的应用 L-edit的图层 当把鼠标箭头放在 某个图层上时就会 显示该层的名称， 点击左键就会选中 该图层，任何时候 只能选中一个图层。 在选中的情况下绘 图只会反应在该图 层上 L-EDIT的应用 L-edit的图层 单击某一个图层的 鼠标右键时就会显 示图层选项，图层 右侧的三个图标分 别表示锁定图层， 显示图层和保护图 层 L-EDIT的应用 L-edit的设置 双击图层左侧区 域或者选中基本 工具栏中setup- application就会 弹出版图应用设 置菜单，其中包 括快捷键设置和 版图的一些限定 L-EDIT的应用 首先设定user为软件文

7、件路径然后进行设置. Pastetocursor:粘贴到 鼠标指针。即粘贴时 图形将会跟随鼠标移 动，直到鼠标落键图 形才会消失 L-EDIT的应用 Autopanning:窗口自动 平移。即当鼠标碰到版 图窗口边缘时会自动平 移窗口跟随鼠标。 Activepush rubberbanding:活动推拉。 选中后绘图时不必一直 按住鼠标来绘制多边形， 只用单击起点和结束点 即可完成 L-EDIT的应用 Showeditvector:显示编 辑矢量。 Instancestretch:可伸缩 设置。选中可进行缓存 例体化拉伸等编辑 L-EDIT的应用 Toolbars工具条 Uselargebut

8、ton:选中后 编辑键图标将变大。 Layericon：规定图层的 显示像素。 Drawing：选中all后可以 编辑所有角度图形，其 它选项为45度和90度。 L-EDIT的应用 keyboard快捷键设置：将 常用的功能设置出快捷 键。 Category:选择设置快捷 键的类型，file中是涉及 文件的快捷键，edit是涉 及编辑的快捷键等。右 框键入快捷键后assign即 完成。 L-EDIT的应用 Mouse工具条：对鼠标的 显示进行设置。 Warning工具条：对图形 编辑中的特殊情况进行 记录。 UPI工具条：对文件的特 殊情况进行编辑。 L-EDIT的应用 Rendering工具

9、条 Hideinstanceinsidesif lessthan:设置水平和垂 直的显示界限，小于该 像素只只显示大概轮廓。 Cacheinstancesmaller than:缓存例体化的最小 尺寸 L-EDIT的应用 Hideobjectssmallerthan: 规定可绘制图形的最小 尺寸。 Redraw:重绘工具条。可 选全部重绘或部分重绘。 Fillobjectswhen editing/drawing:选中后， 绘图或编辑时将用颜色 填充对象，否则用线条 显示。 L-EDIT的应用 Showdesignwhile rendering:绘图时显示结 构。 其它有用设置： select

10、ion-minimumzoom： 可显示的最小缩放框面 积。 L-EDIT的应用 L-edit设计参数设置：是 绘图中最常用的设置。 Technologyname：设置 所用工艺名称，不同单 用如果工艺不同则无法 兼容。 Technologyunits：所用 工艺的单位。 L-EDIT的应用 Grid工具条： Majordisplayedgrid：主 栅格显示的单位距离。 Suppressmajorgridif： 小于一定像素设置后主 栅格就不会再显示。 后两选项是次栅格的相 同设置 L-EDIT的应用 Mousegrid：鼠标栅格设 置。其中又分为跳跃 （snapping）和平滑 （smoo

11、th）设置。选中 跳跃鼠标就会在栅格间 跳跃。 Manufacturinggrid：加 工栅格。与厂商关联不 常用，后为近似曲线体。 L-EDIT的应用 Selection工具栏： Selectionrange：选择范 围。当鼠标与单元边界 不超过该数值时单击左 键仍可以选中该单位。 Deselectionrange:去选择 范围。即超过该数值选 中被取消。一般设为无 穷大。 L-EDIT的应用 Editrange：可操作范围， 在该范围内即可进行编 辑，一般设为极小。 Selectdrawobjects:创建 后即会被选中。方便绘 制后马上进行编辑。 L-EDIT的应用 Drawing工具栏

12、： Defaultporttextsize：设 定文字的尺寸。 Nudgeamount:设定位移 量 Defaultrulersetting：默 认标尺设置 L-EDIT的应用 display：选择是否将数 字放在标尺上。 end:设定位移标尺结束时 的形状。 Showtickmarks：选择主 刻度线和次刻度线的标 尺数。 Currentlayer：将标记放 在当前图层上。 L-EDIT的应用 Xreffiles工具栏： 交叉文件和库文件的相 关设定。 Objectsnap：snap相关的 设定。 InteractiveDRC：设计规 则检查。Node highlighting:加亮设置。

13、L-EDIT的应用 Setuplayers：图层设置 包含多种功能，是图层 文件建立和编辑的基础。 含有图层的建立，图层 的删除，图层的复制和 图层的重命名。 L-EDIT的应用 Electricalproperties:电学 特性的设定。比如单位 面积电容的设定。一般 不设定。 GDSnumber：设置图层 数等。 Defaultwiresetting：设 置线宽和连接点形状等 特性。 L-EDIT的应用 derivation工具栏：推 导产生图层 Draw和derived：选择 该图层是由绘制产生还 是由已有图层逻辑运算 产生。 L-EDIT的应用 Rendering工具栏： 设置产生图层

14、的 显示特性。包括 object,portbox, wirecenterline的 设置。一般只设 置object。 L-EDIT的应用 Mode：绘图模式。 包括add（加）， subtract（减）， paint（涂色）。表 示和其它图层的逻 辑关系。Pass表示 第几次绘制。 Fill和outline：表 示填充和轮廓线的 颜色和花纹的设置。 L-EDIT实例 国内设计多为逆向，但也需要根据市场需求做适当改 变，所以绘制版图前首先必须完成符合项目需求的元 胞及其工艺的仿真验证，确定基本的元胞参数和工艺 步骤，为绘制确定条件。其次，需要和生产厂商确定 设计规则和工艺限制条件，使版图的绘制有

15、据可依。 下面以某种场效应器件版图为例说明 L-EDIT实例 元胞的设计： 元胞的形状分为很多种，包括方形，六角形，八角形， 条形，蛇形等等，每种都有自己的优势。一般将单位面 积上实现的沟道宽度来作为一种衡量元胞设计的优值。 不过不同元胞设计的优值差距很小，一般来讲，侧重可 靠性的就采用优值相对较小的设计（比如条形元胞）， 侧重功率应用的就采用利用率较大的元胞设计（比如六 角和八角形）。 L-EDIT实例 八角形元胞照片实例（Siliconpowerthyristor) L-EDIT实例 条形元胞实例（FairchildNPTIGBT) L-EDIT实例 方形元胞照片实例 Infineontr

16、enchFS-IGBT L-EDIT实例 方形元胞照片实例 Infineontrenchcellular-IGBT L-EDIT实例 功率的设计： 任何一种器件的设计都是建立在一定功率应用范围内的， 比如2200V，15A的应用范围。因此，在已经获得基本的 仿真数据的基础上（比如单位元胞的电流）就可以确定 版图的面积。以条形元胞为例： celltermicelltermi cell I SSSWS I L-EDIT实例 在确定了每一个cell的 宽度的情况下就可以进 行版图绘制了 L-EDIT实例 如果版图设计为 上下对称型，则 可只绘制四分之 一然后组合粘贴， 无对称则需绘制 完全版图。 L

17、-EDIT实例 首先进行单个元胞的绘制，它是基本的复制单元 L-EDIT实例 首先进行单个元胞多晶图层的绘制（单个cell和多晶全貌） L-EDIT实例 首先选中矩形，然后在绘图区绘制一普通矩形 L-EDIT实例 然后快捷键s，对矩形的长宽，坐标，旋转等进行编辑 L-EDIT实例 打标尺：当需要标记距离时，可在标尺栏中选中进行 绘制。当标尺很长时，可先缩小再放大再落键，得长 标尺。 平移：可复制或剪切选中目标，在缓冲层上自由移 动，直到到需要的位置落键为止。这样就可以绘制 一个确定位置的矩形。 L-EDIT实例 倒角：在掩模板的角落为了避免出现曲率效应而采用的 版图角度平滑处理。 L-EDIT

18、实例 首先绘制正方形，然后选择扇形快捷键和去除快捷键， 二者结合即可在方形上形成倒角。 L-EDIT实例 N+源区的绘制。在非倒角区域均为规则矩形。 L-EDIT实例 需要注意的是设计规则的限制，实现图层之间 的工艺可实现性。 L-EDIT实例 单个元胞N+有源区图层。如果采用自对准技术 则会和多晶图层对齐。而且N+源区由于不处于 耐压边界，可选择不局部倒角。 L-EDIT实例 接触孔图层的绘制：必须完成覆盖源区N+图层。 L-EDIT实例 去除倒角区域，接触孔图层为规则排列边角平滑矩形 L-EDIT实例 倒角矩形绘制如下所示 L-EDIT实例 单个元胞接触孔图层 L-EDIT实例 P-bod

19、y图层绘制：必须完成覆盖源区N+图层。由于pbody 在工艺步骤中为普注，所以图形覆盖了有源区。可由单个 元胞复制而成 L-EDIT实例 单个元胞普注图层 L-EDIT实例 单个元胞AL图层，保证对接触孔的覆盖。与普注类似， 金属同样覆盖了全部有源区。 L-EDIT实例 单个元胞全貌：此外终端环图层与pbody互补。由于正 负胶不同而形成了相同的有源区图层。 L-EDIT实例 单个元胞全貌：此外终端环图层与pbody互补。由于正 负胶不同而形成了相同的有源区图层。图层彼此的边缘 间距大多由厂商设计规则限制。 L-EDIT实例 倒角：与有源区倒角类似，避免边缘元胞出现曲率效应 而影响耐压。绘制采用环形加上去除热键获得。 L-EDIT实例 终端：为了优化边缘元胞击穿特性而进行的场限环注入。 在仿真中需要优化环间距和掺杂浓度来获得最大耐压。 L-EDIT实例 终端：为了优化边缘元胞击穿特性而进行的场限环注入。 在仿真中需要优化环间距和掺杂浓度来获得最大耐压。 L-EDIT实例 其它需要注意的