c_c@zju 2014 年 3 月 17 日

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2014年 3月 17日

模拟 IC 版图设计及设计规则检查

重新申请端口号

浙大微电子

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。

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账号eda@zueda

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

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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）


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


一、版图基本知识


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 。

什么是版图？


电路如何转化成芯片？

电路

芯片


Layout

Mask

wafer

Die

Chip





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。


光刻的典型操作步骤


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。


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。


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。


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。


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。


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。


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… ）


二、 Virtuoso 软件使用版图制作演示


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


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


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&


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

模拟版图设计步骤


1. 建立新版图创建 FSK 模拟调制器版图

21

3

4


图层选择窗口 LSW(Layer Selection Window)

版图编辑窗口 VLE(Virtuoso Layout Editing)


创建 FSK 模拟调制器版图



Layout Editor 菜单（ 1 ）


Layout Editor 菜单（ 2 ）


创建 FSK 模拟调制器版图修改显示层次关系


添加元器件版图


12

34


修改元器件参数（ MOS

宽长）

左键选中器件摁小写 q




修改元器件参数（电阻阻值）

左键选中器件摁小写 q



使用 Layout XL 调用元件



使用 Layout XL 调用元件








连线

快捷键小写 p.

单机拐弯双击结束



Contact 引线孔 / 接触孔 CT: M1-AA

M1-GT

M1-NW

M1-SN

M1-SP

M1-SUB



Via 通孔 V1: M2-M1

V2: M3-M2

V3: M4-M3

V4: M5-M4

V5: M6-M5

TV2: TM2-M6



Via 属性修改

选中后摁小写 q



添加版图 Label











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

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


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

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。


三、设计规则检查— DRC : Design Rule Check


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


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


DRC 中常见术语




DRC 工具简介

Mentor Calibre Cadence Dracula Synopsys Hercules


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）


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_1P8M_2013_07_05_v1.4.1/Calibre/DRC


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&


打开版图

浙大微电子

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。

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启动 Calibre 并设置 1/2



/home/pdk/smic40llrf_1125_2tm_cds_1P8M_2013_07_05_v1.4.1/

Calibre/DRC








RUN

DRC



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

错误情况说明

双击上图数字，可以进行错误定位


只显示出错项目

去掉次复选框


四、演示


THANK YOU!


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