1、2022-5-4共41頁1版圖繪制及Virtuoso 工具軟件范鎮(zhèn)淇2011年3月17日2022-5-4共41頁2主要內容典型深亞微米工藝流程Design Rule的簡介Virtuoso軟件的簡介及使用PDK簡介2022-5-4共41頁31、典型深亞微米工藝流程 這里介紹目前比較普通的N阱CMOS工藝流程，用到的wafer（晶圓）是P型襯底，所以需要用NWELL來構建p溝器件，而n型MOS管就構建在p襯底上。 這里以反相器為例簡單的介紹下其制作的基本工藝流程。2022-5-4共41頁4 第一張mask定義為n-well(or n-tub)maska)離子注入：制造nwell。b)擴散：在所有方

2、向上擴散，擴散越深，橫向也延伸越多。2022-5-4共41頁5 第二張mask定義為active mask。 有源區(qū)用來定義管子的柵以及允許注入的p型或者n型擴散的管子的源漏區(qū)。2022-5-4共41頁6 忽略版圖中無法體現(xiàn)的一些mask：諸如channel stop、閾值電壓調整等 要介紹的第三張mask為poly mask：它包含了多晶硅柵以及需要腐蝕成的形狀。2022-5-4共41頁7 第四張mask定義為nmask，用來定義需要注入n的區(qū)域。2022-5-4共41頁8 第五張mask是pmask。 p在Nwell中用來定義PMOS管或者NMOS體端引出；p在Pwell中用來作為歐姆接觸

3、。2022-5-4共41頁9 第六張mask就是定義接觸孔了。首先腐蝕SiO2到需要接觸的層的表面。其次要能夠使金屬接觸到擴散區(qū)或者多晶硅區(qū)。2022-5-4共41頁10 第七張mask就是金屬1（metal1）了。需要選擇性刻蝕出電路所需要的連接關系。至此，一個反相器的完整版圖就完成了。2022-5-4共41頁112、Design Rule的簡介 圖解術語2022-5-4共41頁122022-5-4共41頁132022-5-4共41頁14一個簡單的例子2022-5-4共41頁153、 Virtuoso軟件的簡介及使用 創(chuàng)建Layout Cellview File-New-Cellview20

4、22-5-4共41頁16Layout Editor Window2022-5-4共41頁17Layer Selection Window(LSW)2022-5-4共41頁182022-5-4共41頁19Layout Editor 菜單（1）Abstract用于版圖抽取，Dracula Interactive用于Dracula工具進行DRC等Verify菜單下的DRC等是用于Diva工具的。2022-5-4共41頁20Layout Editor 菜單（2）2022-5-4共41頁21Display Control Window2022-5-4共41頁22Virtuoso下的快捷鍵的使用（1）Ct

5、rlA 全選ShiftB Return，升到上一級視圖CtrlC 中斷某個命令，一般用ESC代替。ShiftC 裁切（chop）。C 復制，復制某個圖形CtrlD 取消選擇。亦可點擊空白處實現(xiàn)。CtrlF顯示上層等級ShiftF顯示所有等級F fit，顯示你畫的所有圖形K 標尺工具ShiftK清除所有標尺L 標簽工具M 移動工具ShiftM 合并工具，MergeN 斜45對角正交。ShiftO 旋轉工具。RotateO 插入接觸孔。CtrlP 插入引腳。 PinShiftP 多邊形工具。PolygonP 插入Path（路徑）Q 圖形對象屬性（選中一個圖形先）R 矩形工具。繪制矩形圖形S 拉伸工

6、具?？梢岳煲粋€邊，也可以選擇要拉伸的組一起拉伸U 撤銷。 Undo。ShiftU重復。Redo。撤銷后反悔2022-5-4共41頁23Virtuoso下的快捷鍵的使用（2）V 關聯(lián)attach。將一個子圖形（child）關聯(lián)到一個父圖形（parent）后，若移動parent，child也跟著移動；移動child，parent不會移動。CtrlW 關閉窗口。ShiftW下一個視圖。W 前一個視圖。Y 區(qū)域復制Yank。和copy有區(qū)別，copy只能復制完整圖形對象。ShiftY 黏貼Paste。配合Yank使用。CtrlZ 視圖放大兩倍（也可點住鼠標右鍵拖動）ShiftZ 視圖縮小兩倍Z 視圖

7、放大ESC鍵 撤銷功能Tab鍵 平移視圖Pan。按Tab，用鼠標點擊視圖區(qū)中某點，視圖就會移至以該點為中心。Delete鍵 刪除BackSpace鍵 撤銷上一點。這就不用因為Path一點畫錯而刪除重畫?？梢猿蜂N上一點。Enter鍵 確定一個圖形最后一點。也可以雙擊鼠標左鍵。Ctrl方向鍵 移動Cell。Shift方向鍵 移動鼠標。方向鍵 移動視圖。2022-5-4共41頁244、PDK簡介（1） 在以前，PMOS管、NMOS管、電容、電阻以及接觸孔contact等一系列元器件都是手工繪制的，效率比較低。因此為了提高效率，讓設計者有一個流暢的設計環(huán)境，降低開發(fā)周期，許多工藝制造產(chǎn)商都提供了相應尺

8、寸工藝下的PDK。PDK全稱Process Design Kit，它主要是由Cadence的Schematic和Layout Tool為主體所組成的，它可以看作是一個工作平臺，在這個工作平臺上可以加載一些模擬軟件和驗證軟件，形成一個完整的設計平臺，這樣的一個設計模式有助于縮短設計者的開發(fā)周期。2022-5-4共41頁25PDK簡介（2）2022-5-4共41頁26PDK簡介（3） PDK不僅提供了MOS管和接觸孔的版圖單元，而且還提供了各類電阻、電容、電感以及三極管等常用器件的Layout cell，并可以根據(jù)具體要求設置器件的相關屬性，參考PDK自帶的說明文件，靈活的使用PDK可以為版圖的繪

9、制帶來了很大的幫助 2022-5-4共41頁27PDK建立要想使用PDK首先要創(chuàng)建Library時建立起和Virtuoso軟件之間的鏈接關系：例：建立Library 在建立Library時需要定義techfile，此時應選擇“Attach to an existing techfile”，“Technology Library”選項中應選擇所采用的PDK，避免以后發(fā)生無法預期的錯誤。2022-5-4共41頁28PDK 中的常用元器件版圖NMOS: PMOS:(poly)&(active)&(nplus)&(psub) (poly)&(active)&(pplus)&(nwell)2022-5-

10、4共41頁29電容： 這是一個28um28um的電容，電容值為566fF。 跟邊上的MOS管比較起來，可見電容在layout中占用面積比率比較大。 電容的計算方式跟平板電容計算方式一樣（C=S/4kd ）。2022-5-4共41頁30PNP：一般來說PDK中根據(jù)三極管發(fā)射極的面積提供了多種可供選擇的三極管2022-5-4共41頁31PNP的橫截面圖2022-5-4共41頁32電阻：2022-5-4共41頁33 PDK中的電阻類型比較多，大致可分為三種：擴散電阻、多晶硅電阻、阱電阻。不同類型的電阻其電阻值的取值范圍和阻值精度也是不一樣的。 擴散電阻擴散電阻 擴散電阻是在源漏擴散時形成，有N+擴散

11、和P擴散電阻。在CMOS工藝下，N+擴散電阻是做在PSUB上，P擴散是在N阱里。這類電阻器的阻值估算為RRSL/W（RS為薄層電阻，L,W分別為電阻器的寬度和長 ），其阻值較大，精度一般。2022-5-4共41頁34 多晶硅電阻多晶硅電阻 多晶硅電阻結構較簡單，分為兩種類型，一種用POLY1做阻值區(qū)，另一種是用POLY2做阻值區(qū)。多晶硅電阻的方塊電阻最小,但精度最高,隨工藝,電壓和溫度的變化較小，適合高精度場合使用。 阱電阻阱電阻 阱電阻就是一N阱條（或P阱條），兩頭進行N+（P+）擴散以進行接觸。其薄層電阻值一般在1-10K歐/方，屬高阻。其電壓系數(shù)和溫度系數(shù)大，受光照輻射影響也大，但匹配性

12、好，通?？捎迷诰纫蟛桓叩牡胤剑缟侠娮杌虮Ｗo電阻等。 2022-5-4共41頁35二極管CMOS N阱工藝中二極管結構一般有兩種，一是psub-nwell，另一個是sp-nwell，其中SP即P重摻雜，在源漏擴散時形成。SP/N-WELL 二極管存在寄生PNP三極管和較大的串聯(lián)電阻。 2022-5-4共41頁36設計中常見的問題找不到相應的找不到相應的Library原因：原因：n在FTP主文件夾下的“cds.lib”文件中的Library路徑不對n該Library并不存在與cds.lib文件中解決方法 編輯相應的 cds.lib 文件2022-5-4共41頁37不能打開一個 Cellvi

13、ew或編輯一個Cellview 有的時候你在一個Library中不能打開一個或編輯Cellview，這種情況的發(fā)生則說明你并沒有權利訪問該Cellview。解決方式：p改變你的訪問權利 Library Manager Edit Access Permissions form.p使用 UNIX command chmod 來改變你在該Library中的訪問權利（用的很少）2022-5-4共41頁38版圖中的Layout單元消失了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頁39These ares cont