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1、版图绘制及Virtuoso 工具软件范镇淇2011年3月17日主要内容1.典型深亚微米工艺流程2.Design Rule的简介3.Virtuoso软件的简介及使用4.PDK简介5/1/20242共41页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。5/1/20243共41页第一张mask定义为n-well(or n-tub)maska)离子注入：制造nwell。b)扩散：在所有方向上扩散，扩散越深，横向也延伸越多。5/1
2、/20244共41页第二张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。5/1/20245共41页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。5/1/20246共41页第四张mask定义为nmask，用来定义需要注入n的区域。5/1/20247共41页第五张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。5/1/20248共41页第六张mask就是定义接触孔
3、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。5/1/20249共41页第七张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。5/1/202410共41页2、Design Rule的简介图解术语5/1/202411共41页5/1/202412共41页5/1/202413共41页一个简单的例子5/1/202414共41页3、Virtuoso软件的简介及使用创建Layout Cellview File-New-Cellview5/1/202415共41页Layout Editor Window5/
4、1/202416共41页Layer Selection Window(LSW)5/1/202417共41页5/1/202418共41页Layout 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。5/1/202419共41页Layout Editor 菜单（2）5/1/202420共41页Display Control Window5/1/202421共41页Virtuoso下的快捷键的使用（1）CtrlA 全选ShiftB Return，升到上一级视图CtrlC 中
5、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。S
6、hiftU重复。Redo。撤销后反悔5/1/202422共41页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。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 视图放大ESC键 撤销功能Tab键 平移视图Pan。按Tab，用鼠标点击视图
7、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。5/1/202423共41页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Process Design Kit，它主要是
8、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。5/1/202424共41页PDK简介（2）5/1/202425共41页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可以为版图的绘制带来了很大的帮助 5/1/202426共41页PDK建立要想使用PDK首先
9、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。5/1/202427共41页PDK 中的常用元器件版图NMOS:PMOS:(poly)&(active)&(nplus)&(psub)(poly)&(active)&(pplus)&(nwell)5/1/202428共41页电容：这是一个28um28um的电容，电容值为566fF。跟边上的
10、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）。5/1/202429共41页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5/1/202430共41页PNP的横截面图5/1/202431共41页电阻：5/1/202432共41页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
11、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。5/1/202433共41页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。5/1/202434共41页二极管CMO
12、S 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。5/1/202435共41页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5/1/202436共41页不能打开一个 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
13、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）5/1/202437共41页版图中的Layout单元消失了A cellview often contains instances of cells from other design libraries.If you open a cellview that contains instances of cells from a
14、library that the layout editor cannot find,the following happens:nWhen you try to open the cellview,you see a warning dialog box listing cells that the layout editor cannot findnWhen you close the dialog box,the cellview opens,but each area containing a missing cell displays a flashing box with an X5/1/202438共41页These ares contain cell instances from a library that the layout editor cannot find.To include the missing cells,-Add the path to the library containing the cell masters to the cds.lib file.5/1/202439共41页Virtuoso软件及PDK使用演示5/1/202440共41页谢谢！
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