版图绘制及Virtuoso

1、2022-5-4共41页1版图绘制及Virtuoso 工具软件范镇淇2011年3月17日2022-5-4共41页2主要内容典型深亚微米工艺流程Design Rule的简介Virtuoso软件的简介及使用PDK简介2022-5-4共41页31、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。2022-5-4共41页4 第一张mask定义为n-well(or n-tub)maska)离子注入：制造nwell。b)扩散：在所有方

2、向上扩散，扩散越深，横向也延伸越多。2022-5-4共41页5 第二张mask定义为active mask。 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。2022-5-4共41页6 忽略版图中无法体现的一些mask：诸如channel stop、阈值电压调整等 要介绍的第三张mask为poly mask：它包含了多晶硅栅以及需要腐蚀成的形状。2022-5-4共41页7 第四张mask定义为nmask，用来定义需要注入n的区域。2022-5-4共41页8 第五张mask是pmask。 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

3、。2022-5-4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。2022-5-4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。2022-5-4共41页112、Design Rule的简介 图解术语2022-5-4共41页122022-5-4共41页132022-5-4共41页14一个简单的例子2022-5-4共41页153、 Virtuoso软件的简介及使用 创建Layout Cellview File-New-Cellview20

4、22-5-4共41页16Layout Editor Window2022-5-4共41页17Layer Selection Window(LSW)2022-5-4共41页182022-5-4共41页19Layout Editor 菜单（1）Abstract用于版图抽取，Dracula Interactive用于Dracula工具进行DRC等Verify菜单下的DRC等是用于Diva工具的。2022-5-4共41页20Layout Editor 菜单（2）2022-5-4共41页21Display Control Window2022-5-4共41页22Virtuoso下的快捷键的使用（1）Ct

5、rlA 全选ShiftB Return，升到上一级视图CtrlC 中断某个命令，一般用ESC代替。ShiftC 裁切（chop）。C 复制，复制某个图形CtrlD 取消选择。亦可点击空白处实现。CtrlF显示上层等级ShiftF显示所有等级F fit，显示你画的所有图形K 标尺工具ShiftK清除所有标尺L 标签工具M 移动工具ShiftM 合并工具，MergeN 斜45对角正交。ShiftO 旋转工具。RotateO 插入接触孔。CtrlP 插入引脚。 PinShiftP 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

6、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。ShiftU重复。Redo。撤销后反悔2022-5-4共41页23Virtuoso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。CtrlW 关闭窗口。ShiftW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。ShiftY 黏贴Paste。配合Yank使用。CtrlZ 视图放大两倍（也可点住鼠标右键拖动）ShiftZ 视图缩小两倍Z 视图

7、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。2022-5-4共41页244、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

8、寸工艺下的PDK。PDK全称Process Design Kit，它主要是由Cadence的Schematic和Layout Tool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。2022-5-4共41页25PDK简介（2）2022-5-4共41页26PDK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Layout cell，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

9、制带来了很大的帮助 2022-5-4共41页27PDK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“Attach to an existing techfile”，“Technology Library”选项中应选择所采用的PDK，避免以后发生无法预期的错误。2022-5-4共41页28PDK 中的常用元器件版图NMOS: PMOS:(poly)&(active)&(nplus)&(psub) (poly)&(active)&(pplus)&(nwell)2022-5-

10、4共41页29电容： 这是一个28um28um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/4kd ）。2022-5-4共41页30PNP：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2022-5-4共41页31PNP的横截面图2022-5-4共41页32电阻：2022-5-4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 扩散电阻是在源漏扩散时形成，有N+扩散

11、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RRSL/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。2022-5-4共41页34 多晶硅电阻多晶硅电阻 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 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

12、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。 2022-5-4共41页35二极管CMOS N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。 2022-5-4共41页36设计中常见的问题找不到相应的找不到相应的Library原因：原因：n在FTP主文件夹下的“cds.lib”文件中的Library路径不对n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2022-5-4共41页37不能打开一个 Cellvi

13、ew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：p改变你的访问权利 Library Manager Edit Access Permissions form.p使用 UNIX command chmod 来改变你在该Library中的访问权利（用的很少）2022-5-4共41页38版图中的Layout单元消失了A cellview often contains instances of cells from other design libraries. If you open

14、 a cellview that contains instances of cells from a library that the layout editor cannot find, the following happens:n When you try to open the cellview, you see a warning dialog box listing cells that the layout editor cannot findn When you close the dialog box, the cellview opens, but each area containing a missing cell displays a flashing box with an X2022-5-4共41页39These ares cont