L-edit及器件版图设计

L-edit及器件版图设计方伟电子科技大学目录版图的介绍L-edit的介绍应用举例什么是电路版图和器件版图集成电路就是把组成电路的元件、器件以及相互间的连线放在单个芯片上，整个电路就在这个芯片上，把这个芯片放到管壳中进行封装，电路与外部的连接靠引脚完成。分立器件单个芯片上只会集成某一种功率应用范围的器件，把这个芯片放到管壳中进行封装，与外部的连接靠引脚完成。什么是电路版图和器件版图版图根据逻辑与电路或者器件功能和性能要求以及工艺水平要求来设计光刻用的掩膜版图，实现IC或器件设计的最终输出。版图是一组相互套合的图形，各层版图相应于不同的工艺步骤，每一层版图用不同的图案来表示。版图与所采用的制备工艺紧密相关。平面工艺allprocessingstepsactonaverythinsurfacelayerofthewafer.所有的IC在一个晶片上同时被制造出来，大大降低了制造成本。举例举例举例举例举例举例认识版图认识版图Y认识版图从平面工艺到立体结构，需要多层掩模板，所以版图是由许多分立的版图叠加而成，每一层都对应工艺过程中某一次或几次掩模。总体映象才会成为花花绿绿的结构。举例：CMOS结构示意图举例：CMOS结构示意图举例：CMOS结构示意图举例：CMOS结构示意图举例：CMOS结构示意图N阱：做N型材料注入的封闭图形。窗口注入形成P管的衬底。举例：CMOS结构示意图有源区：做晶体管的D,G,S,B区域。举例：CMOS结构示意图多晶硅：硅栅和多晶的连线。元胞间一般都有共同的多晶连线。举例：CMOS结构示意图有源区的注入：N+区的注入，漏源连接区或衬底的注入。举例：CMOS结构示意图有源区的注入：P+区的注入，衬底连接区及漏源的注入。举例：CMOS结构示意图接触孔：有源区和外部的接触端子。举例：CMOS结构示意图金属：以铝为材料的金属连线。举例：CMOS结构示意图举例：三极管结构示意图PNP晶体管：各个电极接触孔接不同电位应用。举例：二极管结构示意图PN二极管：同三极管类似，存在寄生效应。版图设计规则版图在工艺中的问题:•制版的分辨率问题•多层版的套准问题•表面不平整问题•工艺中的刻蚀和扩散问题•梯度引起的效应版图设计规则规则：厂商给定的使其能顺利完成工艺步骤的版图规定版图设计规则a:阱的最小宽度b:不同电位的阱间距c:相同电位的阱间距d:阱对有源区的最小覆盖e:阱外有源区和阱的间距版图设计规则a:有源区的最小宽度b:沟道最小宽度c:有源区间距版图设计规则a:接触的最小宽度b:接触孔间距c:有源区和孔间距d:多晶和孔间距L-EDIT的应用L-edit用文件（file），单元（cell）等来描绘版图设计，一个文件由一个或多个单元组成。对图层数，单元数以及等级数都没有限制，包括了基本所有度数和任意多边形的绘图。如以千分之一微米为最小单位来绘图的话最大可绘制一平方米的版图。L-edit简单实用，在国内具有较高的知名度。L-EDIT的应用L-EDIT的应用L-edit14.0基本的操作界面L-EDIT的应用L-EDIT的应用L-edit常用快捷键L-EDIT的应用L-edit的图层L-edit的图层数是没有限制的，每一个图层都用一个设定颜色的小方块表示，小方块中也可以设置花纹。目前器件版图上的设计都有习惯的颜色和花纹来表示特定的版图图层L-EDIT的应用L-edit的图层当把鼠标箭头放在某个图层上时就会显示该层的名称，点击左键就会选中该图层，任何时候只能选中一个图层。在选中的情况下绘图只会反应在该图层上L-EDIT的应用L-edit的图层单击某一个图层的鼠标右键时就会显示图层选项，图层右侧的三个图标分别表示锁定图层，显示图层和保护图层L-EDIT的应用L-edit的设置双击图层左侧区域或者选中基本工具栏中setup-application就会弹出版图应用设置菜单，其中包括快捷键设置和版图的一些限定L-EDIT的应用首先设定user为软件文件路径然后进行设置.Pastetocursor:粘贴到鼠标指针。即粘贴时图形将会跟随鼠标移动，直到鼠标落键图形才会消失L-EDIT的应用Autopanning:窗口自动平移。即当鼠标碰到版图窗口边缘时会自动平移窗口跟随鼠标。Activepushrubberbanding:活动推拉。选中后绘图时不必一直按住鼠标来绘制多边形，只用单击起点和结束点即可完成L-EDIT的应用Showeditvector:显示编辑矢量。Instancestretch:可伸缩设置。选中可进行缓存例体化拉伸等编辑L-EDIT的应用Toolbars工具条Uselargebutton:选中后编辑键图标将变大。Layericon：规定图层的显示像素。Drawing：选中all后可以编辑所有角度图形，其它选项为45度和90度。L-EDIT的应用keyboard快捷键设置：将常用的功能设置出快捷键。Category:选择设置快捷键的类型，file中是涉及文件的快捷键，edit是涉及编辑的快捷键等。右框键入快捷键后assign即完成。L-EDIT的应用Mouse工具条：对鼠标的显示进行设置。Warning工具条：对图形编辑中的特殊情况进行记录。UPI工具条：对文件的特殊情况进行编辑。L-EDIT的应用Rendering工具条Hideinstanceinsidesiflessthan:设置水平和垂直的显示界限，小于该像素只只显示大概轮廓。Cacheinstancesmallerthan:缓存例体化的最小尺寸L-EDIT的应用Hideobjectssmallerthan:规定可绘制图形的最小尺寸。Redraw:重绘工具条。可选全部重绘或部分重绘。Fillobjectswhenediting/drawing:选中后，绘图或编辑时将用颜色填充对象，否则用线条显示。L-EDIT的应用Showdesignwhilerendering:绘图时显示结构。其它有用设置：selection-minimumzoom：可显示的最小缩放框面积。L-EDIT的应用L-edit设计参数设置：是绘图中最常用的设置。Technologyname：设置所用工艺名称，不同单用如果工艺不同则无法兼容。Technologyunits：所用工艺的单位。L-EDIT的应用Grid工具条：Majordisplayedgrid：主栅格显示的单位距离。Suppressmajorgridif：小于一定像素设置后主栅格就不会再显示。后两选项是次栅格的相同设置L-EDIT的应用Mousegrid：鼠标栅格设置。其中又分为跳跃（snapping）和平滑（smooth）设置。选中跳跃鼠标就会在栅格间跳跃。Manufacturinggrid：加工栅格。与厂商关联不常用，后为近似曲线体。L-EDIT的应用Selection工具栏：Selectionrange：选择范围。当鼠标与单元边界不超过该数值时单击左键仍可以选中该单位。Deselectionrange:去选择范围。即超过该数值选中被取消。一般设为无穷大。L-EDIT的应用Editrange：可操作范围，在该范围内即可进行编辑，一般设为极小。Selectdrawobjects:创建后即会被选中。方便绘制后马上进行编辑。L-EDIT的应用Drawing工具栏：Defaultporttextsize：设定文字的尺寸。Nudgeamount:设定位移量Defaultrulersetting：默认标尺设置L-EDIT的应用display：选择是否将数字放在标尺上。end:设定位移标尺结束时的形状。Showtickmarks：选择主刻度线和次刻度线的标尺数。Currentlayer：将标记放在当前图层上。L-EDIT的应用Xreffiles工具栏：交叉文件和库文件的相关设定。Objectsnap：snap相关的设定。InteractiveDRC：设计规则检查。Nodehighlighting:加亮设置。L-EDIT的应用Setuplayers：图层设置包含多种功能，是图层文件建立和编辑的基础。含有图层的建立，图层的删除，图层的复制和图层的重命名。L-EDIT的应用Electricalproperties:电学特性的设定。比如单位面积电容的设定。一般不设定。GDSnumber：设置图层数等。Defaultwiresetting：设置线宽和连接点形状等特性。L-EDIT的应用derivation工具栏：推导产生图层Draw和derived：选择该图层是由绘制产生还是由已有图层逻辑运算产生。L-EDIT的应用Rendering工具栏：设置产生图层的显示特性。包括object,portbox,wirecenterline的设置。一般只设置object。L-EDIT的应用Mode：绘图模式。包括add（加），subtract（减），paint（涂色）。表示和其它图层的逻辑关系。Pass表示第几次绘制。Fill和outline：表示填充和轮廓线的颜色和花纹的设置。L-EDIT实例国内设计多为逆向，但也需要根据市场需求做适当改变，所以绘制版图前首先必须完成符合项目需求的元胞及其工艺的仿真验证，确定基本的元胞参数和工艺步骤，为绘制确定条件。其次，需要和生产厂商确定设计规则和工艺限制条件，使版图的绘制有据可依。下面以某种场效应器件版图为例说明L-EDIT实例元胞的设计：元胞的形状分为很多种，包括方形，六角形，八角形，条形，蛇形等等，每种都有自己的优势。一般将单位面积上实现的沟道宽度来作为一种衡量元胞设计的优值。不过不同元胞设计的优值差距很小，一般来讲，侧重可靠性的就采用优值相对较小的设计（比如条形元胞），侧重功率应用的就采用利用率较大的元胞设计（比如六角和八角形）。L-EDIT实例八角形元胞照片实例（Siliconpowerthyristor)L-EDIT实例条形元胞实例（FairchildNPTIGBT)L-EDIT实例方形元胞照片实例InfineontrenchFS-IGBTL-EDIT实例方形元胞照片实例Infineontrenchcellular-IGBTL-EDIT实例功率的设计：任何一种器件的设计都是建立在一定功率应用范围内的，比如2200V，15A的应用范围。因此，在已经获得基本的仿真数据的基础上（比如单位元胞的电流）就可以确定版图的面积。以条形元胞为例：celltermicelltermicellISSSWSIL-EDIT实例xumyumzumxumPbodyNbaseN+yum在确定了每一个cell的宽度的情况下就可以进行版图绘制了L-EDIT实例如果版图设计为上下对称型，则可只绘制四分之一然后组合粘贴，无对称则需绘制完全版图。L-EDIT实例首先进行单个元胞的绘制，它是基本的复制单元L-EDIT实例首先进行单个元胞多晶图层的绘制（单个cell和多晶全貌）L-EDIT实例首先选中矩形，然后在绘图区绘制一普通矩形L-EDIT实例然后快捷键s，对矩形的长宽，坐标，旋转等进行编辑L-EDIT实例打标尺：当需要标记距离时，可在标尺栏中选中进行绘制。当标尺很长时，可先缩小再放大再落键，得长标尺。平移：可复制或剪切选中目标，在缓冲层上自由移动，直到到需要的位置落键为止。这样就可以绘制一个确定位置的矩形。L-EDIT实例倒角：在掩模板的角落为了避免出现曲率效应而采用的版图角度平滑处理。L-EDIT实例首先绘制正方形，然后选择扇形快捷键和去除快捷键，二者结合即可在方形上形成倒角。L-EDIT实例N+源区的绘制。在非倒角区域均为规则矩形。L-EDIT实例需要注意的是设计规则的限制，实现图层之间的工艺可实现性。L-EDIT实例单个元胞N+有源区图层。如果采用自对准技术则会和多晶图层对齐。而且N+源区由于不处于耐压边界，可选择不局部倒角。L-EDIT实例接触孔图层的绘制：必须完成覆盖源区N+图层。L-EDIT实例去除倒角区域，接触孔图层为规则排列边角平滑矩形L-EDIT实例倒角矩形绘制如下所示L-EDIT实例单个元胞接触孔图层L-EDIT实例P-b