集成电路版图设计.doc
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- 上传时间:2022-10-03
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集成电路版图设计.doc
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集成电路版图设计
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一、摘要
门电路是构成各种复杂数字电路的基本逻辑单元,反相器是数字电路中的一种基本功能模块。
通过该课程设计,使学生学会Tanner软件中L-Edit的使用,使学生巩固和实践《集成电路设计》等前续理论课程所学知识,掌握集成电路版图的基本设计规则与设计方法,了解集成电路的设计流程,理解集成电路版图和基本工艺层之间的关系,具备一定的集成电路设计能力。
二、设计的基本环节及主要内容
【反相器的设计】
1:
在Layers面板的下拉列表中选取Active选项,再从Drawing工具栏中选择按钮,在Cell0编辑窗口的NWell中画出横向14格纵向5格的方形Active区。
2:
选取Layers面板中下拉列表中的PSelect选项,在NWell中绘制横向18格,纵向9格的PSelect区。
3:
绘制Ploy图层:
多晶硅就是PMOS管的栅极,需设计光刻掩膜版限制多晶硅的区域。
在MOSIS/ORBIT2.0U的设计规则中,规则3.1规定了Ploy的最小宽度为2个Lambda。
设计规则检查:
执行Tools/DRC命令进行设计规则检查,没有错误。
4:
绘制ActiveContact图层:
PMOS的源漏区接上电极,才能在其上施加偏压。
5:
绘制Metal1图层:
用于与源漏区和多晶硅的接触、各器件之间的连接线等
6:
保存:
将Cell0的名称重新命名,执行Cell/Reame命令,打开RenameCellCell0对话框,将cell名称改成pmos,这样就建立了一个pmos组件。
7:
同以上步骤,建立一个nmos组件。
8:
引用nmos和pmos单元:
执行Cell/Instance命令,打开SelectCelltoInstance对话框,选择nmos单元单击OK按钮,可以在编辑画面出现一个nmos单元;再选择pmos单元单击OK,在编辑画面多出一个与nmos重叠的pmos单元,可以用Alt键加鼠标拖曳的方法分开pmos和nmos。
9:
设计规则检查:
执行Tools/DRC命令,打开DesignRuleCheck对话框,单击Run,没有错误。
10:
新增PMOSNMOS衬底接触点单元。
11:
引用Basecontactp和Basecontactn单元:
执行Cell/Instance命令,打开SelectCelltoInstance对话框,分别选择Basecontactp和Basecontactn单元,将其复制到Ex2中,并进行电气检查。
12:
栅极Ploy连接:
由于反相器的pmos和nmos的栅极是相连的,故可在Ploy层将pmos和nmos的Ploy相连。
绘制出Ploy宽为2个栅格、高为6个栅格。
13:
绘制电源线:
由于反相器电路需要有Vdd电源与GND,电源绘制在Metal1上,在pmos的上方和nmos的下方各绘制一个宽为39个栅格、高为5个的电源线,绘制后进行电气检查。
14:
标出Vdd和GND节点:
单击插入节点图标,再到绘图窗口中用鼠标左键拖曳出一个与上方电源线重叠的宽为39栅格、高为5个栅格的方格后,将自动出现EditObject(s)对话框,在“On”框的下拉列表中选择Metal1。
在Portname栏内键入Vdd,在TextAlignment选项中选择文字相对于框的位置的右边。
然后单击“确定”按钮。
用同样的方式标出GND。
15:
绘制输入端口单元portA和输出端口out。
16:
总体绘制完,进行电气检查,如图:
17:
提取T-Spice文件:
将反相器的版图转换为T-Spice文件。
执行Tools/Extract命令或单击图标,打开Extract对话框,在Extractdefinitionfile栏内选择X:
\Tanner\Ledit100\Samples\SPR\example1\lights.ext文件。
选择Output标签页,在“Comments”栏中,选择Writenodesname选项,在“Writenodesanddevicesas”栏内选中Names项,即设定输出节点以名字出现,在SPICEincludestatement栏内输入“.includeX:
\Tanner\Tspice81\models\m12_125.md”,然后单击Run按钮。
即可提取inv.spc文件。
执行File/Open命令,打开inv.spc文件。
【CMOS传输门版图设计】
1.新建文件夹:
在电脑E盘新建文件夹,文件夹名为sjscmostg。
2.打开L-Edit软件:
在桌面上双击L-Editv13.0快捷键,打开L-Editv13.0软件.
3.另存新文件:
选择File——SaveAs命令,打开“另存为”对话框,在“保存在”下拉
列表框中选择存储目录(存储在刚才新建的文件夹sjscmostg中),在“文件名”文本框中输入新文件名称,例如:
sjscmostg。
4.取代设定:
选择File——ReplaceSetup命令,单击出现的对话框的Fromfile下拉列表右侧的Browser按钮,选择d:
\MyDocuments\TannerEDA\TannerToolsv13.0\L-EditandLVS\SPR\Lights\Layout\lights.tdb文件,再单击OK按钮。
接着出现一个警告对话框,按确定按钮,就可将lights.tdb文件的设定选择性应用在目前编辑的文件,包括格点设定、图层设定等。
5.重新命名:
将Cell0的名称重新命名,可选择Cell——Rename命令,打开RenameCellCell0对话框,将cell0名称改成CMOSTG。
6.复制组件:
选择Cell——Copy命令,打开SelectCelltoCopy对话框,单击其中的Browser按钮,在出现的对话框中选择第八次实验(反相器版图设计)所做的inv.tdb,再在SelectCelltoCopy对话框中选择Basecontactn组件,单击OK按钮,则可将Basecontactn组件复制至sjscmostg.tdb文件中。
之后再以同样的方式将Basecontactp、input、nmos、pmos、out组件复制到sjscmostg.tdb文件中。
7.引用组件:
引用上述复制的组件Basecontactn、Basecontactp、input、nmos、pmos、out选择Cell——Instance命令,打开SelectCelltoInstance对话框,可以看到,在组件列表中有这6个组件,选择Basecontactn组件再单击OK按钮,可以看到编辑画面出现一个Basecontactn组件。
8.编辑以上引用组件成CMOS传输门(CMOSTG)版图:
编辑出的CMOS版图如图所示,对其进行设计规则检查(DRC检查)直至无错误为止。
9.进行电气检查,如图:
10:
提取T-Spice文件:
将反相器的版图转换为T-Spice文件。
执行Tools/Extract命令或单击图标,打开Extract对话框,在Extractdefinitionfile栏内选择X:
\Tanner\Ledit100\Samples\SPR\example1\lights.ext文件。
选择Output标签页,在“Comments”栏中,选择Writenodesname选项,在“Writenodesanddevicesas”栏内选中Names项,即设定输出节点以名字出现,在SPICEincludestatement栏内输入“.includeX:
\Tanner\Tspice81\models\m12_125.md”,然后单击Run按钮。
即可提取inv.spc文件。
执行File/Open命令,打开inv.spc文件。
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