模拟IC版图设计 及设计规则检查 [email protected] 2014年3月17日 重新申请端口号 注意:ppt中部分操作 步骤是通过动画展示的, 请用放映模式观看。 浙大微电子 2/74 账号 [email protected] 关闭原端口,注意空格符 申请新端口 新端口号 新端口号不一定和原端口号相同 浙大微电子 3/74 不能打开一个 Cellview或编辑一个Cellview 有的时候在一个Library中不能打开或编辑某个 Cellview,这种情况的发生则说明你并没有访问该 Cellview的权限。 解决方法: 可能设成只读模式 design—make editable 可能系统为保护文件自动上锁了 删除该文件夹下相应的.cdslck文件 命令:find –name \*.cdslck | xargs rm 使用 UNIX command chmod 来改变你在该 Library中的访问权利(用的很少) 浙大微电子 4/74 内容提要 版图基本知识 Virtuoso软件的简介及使用 设计规则检查(DRC) 演示 浙大微电子 5/74 一、版图基本知识 浙大微电子 6/74 什么是版图? 版图是集成电路从设计走向制作的桥梁,包含了 集成电路尺寸,各层拓扑定义等器件相关的物理 信息数据。 集成电路制作厂商(Foundry,如 TSMC、 SMIC)根据版图来制造掩膜版。 版图设计是创建工程制图的精确的物理描述过 程,即定义各工艺层次图形的形状,尺寸及不同 工艺层次相对位置的过程。 版图数据格式为gds。 浙大微电子 7/74 电路如何转化成芯片? 芯片 电路 浙大微电子 8/74 Layout Chip Mask Die wafer 浙大微电子 9/74 浙大微电子 10/74 浙大微电子 11/74 浙大微电子 12/74 反相器的制作 这里以反相器为例简单的介绍下其制作的基本工 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。 浙大微电子 13/74 光刻的典型操作步骤 浙大微电子 14/74 第一张mask定义为n-well(or n-tub)mask a)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。 浙大微电子 15/74 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。 浙大微电子 16/74 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。 浙大微电子 17/74 第四张mask定义为n+mask,用来定义需要注入n+ 的区域。这里的注入为两次注入,首先轻掺杂注入, 在栅上生成一层氧化层后再重掺杂注入,形成LDD结 构。 浙大微电子 18/74 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。 LDD不必用来形成PMOS,这是因为热载流子在PMOS中受 影响小。 浙大微电子 19/74 第六张mask定义接触孔(contact)。 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。 浙大微电子 20/74 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。 在更复杂的电路版图中,还会有通孔(via)以及其他 层次的金属(metal2,metal3…) 浙大微电子 21/74 二、 Virtuoso软件使用 版图制作演示 浙大微电子 22/74 模拟集成电路的设计流程 1.交互式电路图输入 2.电路仿真 3.版图设计 4.版图的验证(DRC LVS) 5.寄生参数提取 6.后仿真 7.流片 浙大微电子 23/74 Virtuoso软件的简介及使用 Virtuoso是Cadence软件包中的另外一款用于 数模仿真,射频、模拟和数字单元设计的定制平台。 主要功能: 1.绘制版图 2.Verilog or VHDL代码编写器 浙大微电子 24/74 Virtuoso软件的简介及使用 进入要启动软件的目录 cd fsk_modulator(自 己起的名字) source /opt/demo/cdsmmsim7_cal11.env icfb& 浙大微电子 25/74 模拟版图设计步骤 创建新版图 版图布局 基本单元摆放 尺寸定义 子模块位置 整体布局 版图布线 基本单元连线及各模块之间连线 浙大微电子 26/74 创建FSK模拟调制器版图 1.建立新版图 1 2 3 4 浙大微电子 27/74 版图编辑窗口VLE 图层选择窗口LSW (Layer Selection Window) (Virtuoso Layout Editing) 浙大微电子 28/74 创建FSK模拟调制器版图 浙大微电子 29/74 浙大微电子 30/74 Layout Editor 菜单(1) 浙大微电子 31/74 Layout Editor 菜单(2) 浙大微电子 32/74 创建FSK模拟调制器版图 修改显示层次关系 浙大微电子 33/74 创建FSK模拟调制器版图 添加 元器件 版图 1 2 3 浙大微电子 4 34/74 创建FSK模拟调制器版图 修改元器 件参数(MOS 宽长) 左键选中器件摁 小写q 浙大微电子 35/74 浙大微电子 36/74 创建FSK模拟调制器版图 修改元器 件参数( 电阻阻值) 左键选中器件摁 小写q 浙大微电子 37/74 创建FSK模拟调制器版图 使用Layout XL 调用元件 浙大微电子 38/74 创建FSK模拟调制器版图 使用Layout XL 调用元件 浙大微电子 39/74 创建FSK模拟调制器版图 浙大微电子 40/74 创建FSK模拟调制器版图 浙大微电子 41/74 浙大微电子 42/74 创建FSK模拟调制器版图 连线 快捷键 小写p. 单机拐弯 双击结束 浙大微电子 43/74 创建FSK模拟调制器版图 Contact 引线孔/接触孔 CT: M1-AA M1-GT M1-NW M1-SN M1-SP M1-SUB 浙大微电子 44/74 创建FSK模拟调制器版图 Via 通孔 V1: M2-M1 V2: M3-M2 V3: M4-M3 V4: M5-M4 V5: M6-M5 TV2: TM2-M6 浙大微电子 45/74 创建FSK模拟调制器版图 Via 属性修改 选中后 摁小写q 浙大微电子 46/74 创建FSK模拟调制器版图 添加版图Label 浙大微电子 47/74 创建FSK模拟调制器版图 浙大微电子 48/74 创建FSK模拟调制器版图 浙大微电子 49/74 创建FSK模拟调制器版图 浙大微电子 50/74 创建FSK模拟调制器版图 浙大微电子 51/74 Virtuoso下的快捷键的使用(1) Ctrl+A 全选 Shift+X,进入子模块 Shift+B Return,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 F fit,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 浙大微电子 M 移动工具 Shift+M 合并工具,Merge N 斜45对角+正交。 Shift+O 旋转工具。Rotate O 插入接触孔。 Ctrl+P 插入引脚。 Pin Shift+P 多边形工具。Polygon P 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 52/74 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。 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 浙大微电子 ESC键 撤销命令 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。 53/74 三、设计规则检查 —DRC : Design Rule Check 浙大微电子 54/74 DRC基本概念 DRC 是为了保证版图满足流片厂的设计规则。 模拟版图和自动布局布线工具产生版图都需要进行DRC。 DRC流程 浙大微电子 55/74 Design Rule的简介 检查版图设计与工艺规则的一致性 基本设计规则包括各层的宽度、间距及不同层次之 间的间距、包含关系等 Design Rule的规定是基于工艺的变化而变化的 在特殊的设计需求下,Design rule允许部分的弹性。 但是设计人员需掌握违背了rule对电路的影响 浙大微电子 56/74 DRC中常见术语 浙大微电子 57/74 浙大微电子 58/74 浙大微电子 59/74 DRC工具简介 Mentor Calibre Cadence Dracula Synopsys Hercules 浙大微电子 60/74 Calibre DRC流程 1.DRC文件准备 2.启动软件 3.打开版图 4.Calibre 设置 5.Check 6.查看结果 7.修改保存再进行第5步,直到没有错误(密 度错误除外) 浙大微电子 61/74 DRC文件准备 去流片厂网站下载最新版本DRC文件 SmicDR2R_cal40_log_ll_sali_p1mx_2tm_1 21825.drc 路径 /home/pdk/smic40llrf_1125_2tm_cds_1P8 M_2013_07_05_v1.4.1/Calibre/DRC 浙大微电子 62/74 软件启动 与启动Cadence软件一样 进入要启动软件的目录 cd fsk (自己起的名字) source /opt/demo/cdsmmsim7_cal11.env icfb& 浙大微电子 63/74 打开版图 注意:ppt中部分操作步骤是通 过动画展示的,请用放映模式观 看。 浙大微电子 64/74 启动Calibre并设置1/2 浙大微电子 65/74 启动Calibre并设置1/2 /home/pdk/smic40llrf_1125_2tm_cds_1P8M_2013_07_05_ v1.4.1/Calibre/DRC 浙大微电子 66/74 启动Calibre并设置1/2 浙大微电子 67/74 启动Calibre并设置1/2 浙大微电子 68/74 启动Calibre并设置1/2 浙大微电子 69/74 启动Calibre并设置2/2 RUN DRC 浙大微电子 70/74 结果查看 绿色对号 表示此项 检查通过 红色叉号 表示此项 检查有误 双击上图数字,可以进行错误定位 错误情况说明 浙大微电子 71/74 只显示出错项目 去掉次复选框 浙大微电子 72/74 四、 演示 浙大微电子 73/74 THANK YOU! 浙大微电子 74/74