实验九：使用L-Edit编辑反相器的版图

1实验九：使用L-Edit编辑反相器的版图一、实验目的1．熟练使用L-Edit软件；2．熟悉设计规则；3．了解版图设计流程。二、预习要求1．了解不同颜色代表的不同图层；2．了解设计规则；3．了解反相器布局图结构形式。三、实验内容1．使用L-Edit编辑反相器的版图；2．进行DRC检查；3．进行截面观察。四、实验报告要求实验报告包括以下内容：1．绘制反相器版图的详细步骤；2．在进行DRC检查过程中出现的错误；3．绘制的版图；4．绘制过程中出现的问题；5．实验中的心得与体会。五、反相器1．真值表：2．逻辑表达式：YAAY011023．电路图：4．版图：3六、操作步骤：1．新建文件夹：在电脑E盘新建文件夹，文件夹名为ex9。2．打开L-Edit软件：双击电脑桌面上的L-Editv13.0快捷键，打开L-Editv13.0软件，如图所示。3．另存新文件：选择FileSaveAs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ex9中），在“文件名”文本框中输入新文件名称，例如：ex9。4．取代设定：选择FileReplaceSetup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，如图所示，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CellRename命令，打开RenameCellCell0对话框，将cell0名称改成inv（代表反相器的意思）。6．复制组件：选择CellCopy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一次实验（画pmos布局图）所做的ex8，再在SelectCelltoCopy对话框中选择nmos组件，如图所示，单击OK按钮，则可将nmos组件复制至ex9文件中。之后再以同样的方式将pmos组件复制到ex9文件中。7．引用组件：引用上述复制的nmos、pmos组件，选择CellInstance命令，打开SelectCelltoInstance对话框，可以看到，在组件列表中有这2个组件，如图所示，选择nmos组件再单击OK按钮，可以看到编辑画面出现一个nmos组件。同样操作可以把pmos组件引用到当前编辑面板中。48．新增pmos基板节点元件：选择CellNew命令，打开CreateNewCell对话框，在Newcellname文本框中输入“Basecontactp”，单击OK按钮，如图所示。9．编辑pmos基板节点元件：由于PMOS的基板也需要接通电源，故需要在NWell上面建立一个欧姆节点，其方法为在NWell上制作一个N型扩散区，再利用ActiveContact将金属线接至此N型扩散区。N型扩散区必须在NWell图层绘制出Active图层与NSelect图层，再加上ActiveContact图层与Metal1图层，使金属线与扩散区接触，绘制结果如图所示。具体操作是：先绘制一个1515格点的NWell，然后在NWell上绘制一层55格点的Active，再在Active（有源区）上面绘制一层99格点的NSelect图层，其次在NSelect图层上绘制22格点的ActiveContact（有源区接触孔），最后再绘制44格点的金属层Metal1。对以上绘制的Basecontactp（pmos基板节点）元件进行截面观察可以看到如下图形。510．新增nmos基板节点元件：选择CellNew命令，打开CreateNewCell对话框，在Newcellname文本框中输入“Basecontactn”，单击OK按钮。11．编辑nmos基板节点元件：由于NMOS的基板也需要接地，故需要在PBase上面建立一个欧姆节点，其方法为在PBase上制作一个P型扩散区，再利用ActiveContact将金属线接至此P型扩散区。P型扩散区必须绘制出Active图层与PSelect图层，再加上ActiveContact图层与Metal1图层，使金属线与扩散区接触，绘制结果如图所示。具体操作是：先绘制一层55格点的Active，然后在Active（有源区）上面绘制一层99格点的PSelect图层，其次在PSelect图层上绘制22格点的ActiveContact（有源区接触孔），最后再绘制44格点的金属层Metal1。对以上绘制的Basecontactn（nmos基板节点）元件进行截面观察可以看到如下图形。12．新增输入端口input元件：选择CellNew命令，打开CreateNewCell对话框，在Newcellname文本框中输入“input”，单击OK按钮。13．编辑输入端口input元件：由于反相器有一个输入端口，且输入信号是从栅极(Poly)输入，由于此范6例使用技术设定为MOSIS/ORBIT2.0USCNADesignRules，输入输出信号由Metal2传入，故一个反相器输入端口需要绘制Metal2图层、Via图层、Metal1层、PolyContact图层与Poly图层，才能将信号从Metal2图层传至Poly层。具体操作是：先绘制22格点的PolyContact图层，然后在PolyContact上面绘制一层55格点的Poly图层，PolyContact是用来连接Poly层和Metal1的接触孔，故接着绘制一个104格点的metal1图层，接下来在Metal1上绘制22格点的Via（通孔）图层，Via图层是用来连接Metal1和Metal2的接触孔。所以最后在Via上绘制44格点的Metal2图层。绘制结果如图所示。14．新增输出端口output元件：选择CellNew命令，打开CreateNewCell对话框，在Newcellname文本框中输出“output”，单击OK按钮。15．编辑输出端口output元件：反相器有一个输出端口，输出信号是从漏极输出，由于此范例使用技术设定为MOSIS/ORBIT2.0USCNADesignRules，输入输出信号由Metal2传出，故可在连接pmos与nmos漏极区的Metal1上绘制Via图层与Metal2图层，才能将漏极信号从Metal1图层传至Metal2图层。具体操作是：先绘制22格点的Via图层，Via图层是用来连接Metal1图层与Metal2图层的接触孔。接着绘制44格点的Metal2图层，它要与Via图层重叠。绘制结果如图所示。16．引用Basecontactp、Basecontactn、input、output元件：先选择Cellopen命令，选择inv单元元件，点击OK按钮，回到inv编辑面板中。然后选择CellInstance命令，打开SelectCelltoInstance对话框，可以看到，在组件列表中有Basecontactp、Basecontactn、input、output这4个组件，如图所示，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。同样操作可以把Basecontactp、input、output组件引用到当前编辑画面中。17．连接栅极Poly：对以上引用的组件进行简单排列。由于反相器电路的pmos与nmos的栅极是要相连7的，故直接以Poly图层将pmos与nmos的Poly相连接，绘制出215格点Poly，如图所示。18．连接漏极：由于反相器电路的nmos漏极与pmos漏极是要相连的，则以Metal1连接即可，利用Metal1将图中的nmos与pmos的右边扩散区有接触点处相连接，绘制出420格点Metal1，如图所示。19．绘制电源线：由于反相器电路需要有Vdd电源与GND电源，电源绘制是以Metal1图层表示，利用Metal1将图中pmos上方与nmos下方各绘制一个395格点Metal1，如图所示。820．连接电源与接触点：将PMOS的左边接触点与Basecontactp的接触点利用Metal1图层与Vdd电源相连接，而将NMOS的左边接触点与Basecontactn的接触点利用Metal1层与GND电源相连接。绘制四个43格点Metal1，之后把这四个Metal1把电源与接触点连接上，如图所示。921．加入输入输出端口：把input组件移到中间部分与poly图层相连接，把output组件移到中间部分与Metal1图层相重叠，如图所示。22．标出Vdd、GND、输入端口A、输出端口Y的节点：单击插入节点按钮，再到编辑窗口中用鼠标左键拖曳出一个与上方电源图样重叠的宽为39个格点、高为5个格点的方格后，将出现EditObject(s)对话框，如图所示。首先需先确定最上方的On下拉列表框选择的是Metal1（Vdd、GND是Metal1，A和Y是Metal2），在Portname文本框中输入节点名称“Vdd”，在TextAlignment选项组中选择文字相对于框的位置的右边，单击按钮。再单击确定按钮。类似操作可以标出GND、输入端口10A、输出端口Y的节点，结果如图所示。23．设计规则检查：对编辑好的反相器版图进行设计规则检查修改，直至没有错误为止。11需要截六个图：1213