本科生课-集成电路版图设计-实验报告

西安邮电大学集成电路版图设计实验报告学号：XXX姓名：XX班级：微电子XX日期：20XX目录实验一、反相器电路的版图验证反相器电路反相器电路前仿真反相器电路版图说明反相器电路版图DRC验证反相器电路版图LVS验证反相器电路版图提取寄生参数反相器电路版图后仿真小结实验二、电阻负载共源放大器版图验证电阻负载共源放大器电路电阻负载共源放大器电路前仿真电阻负载共源放大器电路版图说明电阻负载共源放大器电路版图DRC验证电阻负载共源放大器电路版图LVS验证电阻负载共源放大器电路版图提取寄生参数电阻负载共源放大器电路版图后仿真小结实验一、反相器电路的版图验证反相器电路反相器电路由一个PMOS、NPOS管，输入输出端、地、电源端和SUB端构成，其中VDD接PMOS管源端和衬底，地接NMOS管的漏端，输入端接两MOS管栅极，输出端接两MOS管漏端，SUB端单独引出，搭建好的反相器电路如图1所示。图1反相器原理图反相器电路前仿真通过工具栏的Design-CreateCellview-FromCellview将反相器电路转化为symbol，和schemetic保存在相同的cell中。然后重新创建一个cell，插入之前创建好的反相器symbol，插入电感、电容、信号源、地等搭建一个前仿真电路，此处最好在输入输出网络上打上text，以便显示波形时方便观察，如图2所示。图2前仿真电路图反相器的输入端设置为方波信号，设置合适的高低电平、脉冲周期、上升时间、下降时间，将频率设置为参数变量F，选择瞬态分析，设置变量值为100KHZ，仿真时间为20u，然后进行仿真，如果仿真结果很密集而不清晰可以右键框选图形放大，如图3所示。图3前仿真结果反相器电路版图说明打开之前搭建好的反相器电路，通过Tools-DesignSynthesis-LaoutXL新建一个同cell目录下的Laout文件，在原理图上选中两个MOS管后在Laout中选择Create-PickFromSchematic从原理图中调入两个器件的版图模型。使用金属M1层分别将两MOS管的栅端、漏端相连，两个MOS管的栅端用金属M2层连接在一起，M1和栅端互联时要打M1-GT的连接孔，M2连接两个MOS管栅端的时候需要打M1-M2的连接孔。在PMOS管的外围加一圈Nwell和M1-Nwell构成的隔离，PMOS管外围加一圈M1-SUB构成的隔离，其中和金属交叉的一侧使用有源层（AA）和N型注入（SN）层作为隔离。最后在PMOS管连接源端的M1上添加名为VDD的label，在连接栅端的M2上添加名为IN的label作为输入端口，连接两MOS管漏端的M1添加名为OUT的label作为输出端口，NMOS管连接源端的M2上添加名为GND的label作为地端，在NMOS管外围的隔离M1-SUB上添加名为SUB的label，最终画好的版图如图4所示。图4反相器版图反相器电路版图DRC验证调用Calibre软件，选择Calibre-RunDRC，设置RunsetFilePath，通过RunDRC启动检查，设置为NotFixed筛选出DRC报错，然后可以逐项点击进去了解错误详情，数字表示错误序号，左键双击后在下边可以知道错误的坐标点以及错误描述，在版图上也可以定位到错位的地方被亮标注，有一些报错是需要全局性操作去纠正的。这里可以不用关注，最终修改好的DRC检查结果如图5所示。图5DRC验证结果反相器电路版图LVS验证调用Calibre软件，选择Calibre-RunLVS，设置RunsetFilePath，通过RunLVS启动检查，如果LVS通过，在RVE中会出现对勾和笑脸，如果没有通过，在ComparisonResults中可以查看错误详情，成功通过LVS的结果如图6所示。图6LVS结果反相器电路版图提取寄生参数调用Calibre软件，选择Calibre-RunPEX，设置RunsetFilePath，通过RunPEX启动参数提取，提取完成后会弹出对话框显示错误与警告，警告可以不用处理，有错误则需要改正，提取后在librarymanager对应cell中可一看到一个名称为calibre的文件，打开后结果如图7所示。图7寄生参数提取结果反相器电路版图后仿真将提取的寄生参数文件calibre加入到前仿真电路中，进行仿真，得到的波形如图8所示。图8后仿真波形8、小结创建电路symbol时需另建cell单独将schematic转化为symbol进行前仿真时，输入的信号源一定要加偏置电压，否则电路不能正常工作。对节点网络的命名可以一次添加多个名称批量进行。原理图和版图标签大小写必须一致。实验二、电阻负载共源放大器版图验证电阻负载共源放大器电路新建一个cell文件，并且在cell文件下新建schematic文件，选用165KΩ的电阻res，1.2VNMOS管等搭建电阻负载共源放大器电路，结果如图1所示。图1电阻负载共源放大器电路电阻负载共源放大器前仿真同样，将电阻负载共源放大器电路转换为一个symbol文件，并且另建一个前仿真电路schematic文件，将将电阻负载共源放大器电路symbol插入，并配上电感、电源、地、信号源、电容等搭建前仿真电路，结果如图2所示。图2前仿真电路搭建并设置参数完成后，先进行DC分析验证电路是否导通，电路导通后进行tran瞬态分析，仿真波形如图3所示。图3前仿真波形电阻负载共源放大器版图说明电阻负载共源放大器版图主要部分为电阻和1.2VNMOS管，NMOS管可以直接由电路图转化为版图，然后只需要加上外围的保护环即可，电阻不能由原理图直接转化，可以使用快捷键i插入相应数量级的电阻器件模型，如果电阻值不够，可以手动调整长度来改变。将器件位置布局好以后，就可以使用金属线连接电阻和源极，分别将栅极、漏极用金属线拉出，此处应注意连接地和源端的金属线都会经过保护环，如果使用同一层金属，之后的LVS可能会报错。最后给各个端口打上标签即可，最终版图见图4、图5。图4、图5电阻负载共源放大器版图电阻负载共源放大器版图DRC验证调用Calibre软件，选择Calibre-RunDRC，设置RunsetFilePath，通过RunDRC启动检查，设置为NotFixed筛选出DRC报错，然后可以逐项点击进去了解错误详情，数字表示错误序号，左键双击后在下边可以知道错误的坐标点以及错误描述，在版图上也可以定位到错位的地方被亮标注，有一些报错是需要全局性操作去纠正的。这里可以不用关注，最终修改好的DRC检查结果如图6所示。图6DRC验证电阻负载共源放大器版图LVS验证调用Calibre软件，选择Calibre-RunLVS，设置RunsetFilePath，通过RunLVS启动检查，如果LVS通过，在RVE中会出现对勾和笑脸，如果没有通过，在ComparisonResults中可以查看错误详情，成功通过LVS的结果如图7所示。图7LVS验证结果电阻负载共源放大器版图提取寄生参数调用Calibre软件，选择Calibre-RunPEX，设置RunsetFilePath，通过RunPEX启动参数提取，提取完成后会弹出对话框显示错误与警告，警告可以不用处理，有错误则需要改正，提取后在librarymanager对应cell中可一看到一个名称为calibre的文件，打开后结果如图8所示。图8寄生参数提取电阻负载共源放大器版图后仿真将提取的寄生参数文件calibre加入到前仿真电路中，进行仿真，得到的波形如图8所示。图9后仿真结果8、小结1）做前仿真时所搭建的电路必须另外新建一个cel