版图绘制及Virtuoso-工具软件

版图绘制及Virtuoso

工具软件范镇淇2011年3月17日2023最新整理收集do

something2023/12/10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2023/12/10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。2023/12/10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。2023/12/10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。2023/12/10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。2023/12/10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。2023/12/10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。2023/12/10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。2023/12/10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。2023/12/10共41页112、DesignRule的简介图解术语2023/12/10共41页122023/12/10共41页132023/12/10共41页14一个简单的例子2023/12/10共41页153、Virtuoso软件的简介及使用创建LayoutCellviewFile->New->Cellview2023/12/10共41页16LayoutEditorWindow2023/12/10共41页17LayerSelectionWindow(LSW)2023/12/10共41页182023/12/10共41页19LayoutEditor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。2023/12/10共41页20LayoutEditor菜单（2）2023/12/10共41页21DisplayControlWindow2023/12/10共41页22Virtuoso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2023/12/10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。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。2023/12/10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。2023/12/10共41页25PDK简介（2）2023/12/10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2023/12/10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“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。2023/12/10共41页28PDK中的常用元器件版图NMOS:PMOS:(poly)&(active)&(nplus)&(psub)(poly)&(active)&(pplus)&(nwell)2023/12/10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=εS/4πkd）。2023/12/10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2023/12/10共41页31PNP的横截面图2023/12/10共41页32电阻：2023/12/10共41页33PDK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。2023/12/10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。

2023/12/10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。2023/12/10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2023/12/10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）2023/12/10共41页38版图中的Layout单元消失了Acellviewoftencontainsinstancesofcellsfromotherdesignlibraries.Ifyouopenacellviewthatcontainsinstancesofcellsfromalibrarythatthelayouteditorcannotfind,thefollowinghappens:Whenyoutrytoopenthecellview,youseeawarningdialogboxlistingcellsthatthelayouteditorcannotfindWhenyouclosethedialogbox,thecellviewopens,buteachareacontainingamissingcelldisplaysaflashingboxwithanX2023/12