版图设计培训资料

1技术中心内部资料目录第一部分：了解版图1.版图的定义2.版图的意义3.版图的工具4.版图的设计流程第二部分：版图设计基础1.认识版图2.版图组成两大部件3.版图编辑器4.电路图编辑器5.了解工艺厂商2技术中心内部资料目录第三部分：版图的准备1.必要文件2.设计规则3.DRC文件4.LVS文件第四部分：版图的艺术1.模拟版图和数字版图的首要目标2.首先考虑的三个问题3.匹配4.寄生效应5.噪声6.布局规划7.ESD8.封装3技术中心内部资料IC模拟版图设计第一部分：了解版图1.版图的定义2.版图的意义3.版图的工具4.版图的设计流程4技术中心内部资料1.版图的定义：版图是在掩膜制造产品上实现电路功能且满足电路功耗、性能等，从版图上减少工艺制造对电路的偏差，提高芯片的精准性。VDDGNDINOUT3u/0.18u1u/0.18u第一部分：了解版图电路图版图5技术中心内部资料第一部分：了解版图2.版图的意义：1）集成电路掩膜版图设计师实现集成电路制造所必不可少的设计环节，它不仅关系到集成电路的功能是否正确，而且也会极大程度地影响集成电路的性能、成本与功耗。2）它需要设计者具有电路系统原理与工艺制造方面的基本知识，设计出一套符合设计规则的“正确”版图也许并不困难，但是设计出最大程度体现高性能、低功耗、低成本、能实际可靠工作的芯片版图缺不是一朝一夕能学会的本事。第一部分：了解版图3.版图的工具：–CadenceVirtuosoDraculaAssuraDiva–Mentorcalibre–Springsoftlaker4.版图的设计流程熟悉所需文件对电路的了解版图布局布线第一部分：了解版图DRC/LVSGDSIItoFAB工艺厂商提供：.tf.displayDesignrule、DRCLVS文件、PDK、ESD文件、金属阻值文件8技术中心内部资料IC模拟版图设计第二部分：版图设计基础1.认识版图2.版图组成两大部件2.1器件2.2互连3.版图编辑器4.电路图编辑器5.了解工艺厂商9技术中心内部资料第二部分：版图设计基础PolyM1CTM21.认识版图10技术中心内部资料第二部分：版图设计基础2.版图是电路图的反映，有两大组成部分2.1器件2.1.1MOS管2.1.2电阻2.1.3电容2.1.4三极管（省略）2.1.5二极管（省略）2.1.6电感（省略）2.2互连2.2.1金属（第一层金属，第二层金属……）2.2.2通孔11技术中心内部资料第二部分：版图设计基础2.1器件2.1.1MOS管NMOSPMOSMOS管剖面图第二部分：版图设计基础2.1器件2.1.1MOS管NMOS工艺层立体图NMOS版图13技术中心内部资料第二部分：版图设计基础2.1器件2.1.1MOS管1)NMOS管以TSMC，CMOS，N单阱工艺为例NMOS管，做在P衬底上，沟道为P型，源漏为N型2)包括层次：NIMP，N+注入DIFF，有源区Poly，栅M1，金属CONT，过孔3)MOS管的宽长确定4)当有PCELL时;当无PCELL时NMOS版图第二部分：版图设计基础2.1器件2.1.1MOS管1)NMOS管以TSMC，CMOS，N单阱工艺为例PMOS管，做在N阱中，沟道为N型，源漏为P型2)包括层次：NWELL，N阱PIMP，P+注入DIFF，有源区Poly，栅M1，金属CONT，过孔3)MOS管的宽长确定PMOS版图第二部分：版图设计基础反向器2.1器件器件版图器件剖面图及俯视图16技术中心内部资料第二部分：版图设计基础2.1.1MOS管1)反向器2)NMOS，PMOS3)金属连线4)关于ButtingContact部分VDDGNDINOUT3u/0.18u1u/0.18u2.1器件第二部分：版图设计基础2.1器件2.1.2电阻选择合适的类型，由电阻阻值、方块电阻值，确定W、L；R=L/W*R0电阻类型电阻版图18技术中心内部资料第二部分：版图设计基础2.1器件2.1.3电容1)电容值计算C=L*W*C02)电容分类：poly电容MIM电容基于单位面积电容值MOS电容源漏接地，基于栅电容，C=W*L*CoxMIM电容版图MOS电容版图19技术中心内部资料第二部分：版图设计基础2.2互连2.2.1金属（第一层金属，第二层金属……）1)金属连线M1，M2，M3，M4……2.2.2通孔2)过孔Via1，Via2，Via3……20技术中心内部资料第二部分：版图设计基础2.2互连1)典型工艺CMOSN阱1P4M工艺剖面图连线与孔之间的连接21技术中心内部资料第二部分：版图设计基础建立LIBRARY3.版图编辑器1)virtuoso编辑器CIW窗口22技术中心内部资料第二部分：版图设计基础3.版图编辑器2)virtuoso编辑器--Librarymanager23技术中心内部资料第二部分：版图设计基础CIW窗口3.版图编辑器3)virtuoso编辑器--建立cell24技术中心内部资料第二部分：版图设计基础3.版图编辑器4)virtuoso编辑器--工作区和层次显示器LSW工作区域25技术中心内部资料第二部分：版图设计基础3.版图编辑器5)virtuoso编辑器--版图层次显示（LSW）26技术中心内部资料第二部分：版图设计基础3.版图编辑器6)virtuoso编辑器--版图编辑菜单27技术中心内部资料第二部分：版图设计基础3.版图编辑器7)virtuoso编辑器--显示窗口28技术中心内部资料第二部分：版图设计基础3.版图编辑器8)virtuoso编辑器--版图显示29技术中心内部资料第二部分：版图设计基础3.版图编辑器9)virtuoso编辑器--数据流格式版图输出30技术中心内部资料第二部分：版图设计基础4.电路图编辑器1)virtuoso编辑器--电路图显示31技术中心内部资料第二部分：版图设计基础4.电路图编辑器2)virtuoso编辑器--电路器件及属性32技术中心内部资料第二部分：版图设计基础4.电路图编辑器3)virtuoso编辑器--电路添加线名、端口及移动窗口33技术中心内部资料第二部分：版图设计基础4.电路图编辑器4)virtuoso编辑器--建立SYMBOLVIEW电路图Symbol图34技术中心内部资料第二部分：版图设计基础4.电路图编辑器5)virtuoso编辑器--建立SYMBOL操作35技术中心内部资料第二部分：版图设计基础4.电路图编辑器6)virtuoso编辑器--CDL输出操作36技术中心内部资料第二部分：版图设计基础4.电路图编辑器7)virtuoso编辑器--CDL输出37技术中心内部资料第二部分：版图设计基础5.了解工艺厂商GLOBALFOUNDRIESHHG—华虹宏力SMIC--中芯国际CSMC–华润上华FMIC—深圳方正TSMC--台积电UMC--台联电Winbond--华邦先锋比亚迪新进厦门集顺无锡和舰38技术中心内部资料IC模拟版图设计第三部分：版图的准备1.必要文件2.设计规则3.DRC文件4.LVS文件39技术中心内部资料第三部分：版图的准备1.必要文件PDK*.tfdisplay.drfDRCLVScds.lib.cdsenv.cdsinit40技术中心内部资料版图设计基础——设计规则2.设计规则2.1版图设计规则——工艺技术要求2.20.35um，0.18um，0.13um，0.11um，95nm不同的工艺N阱DIFFPolyMetalContVia……2.3最小宽度2.4最小间距2.4最小覆盖等等41技术中心内部资料第三部分：版图的准备2.设计规则1)PMOS的形成42技术中心内部资料第三部分：版图的准备2.设计规则2)调用PCELL43技术中心内部资料第三部分：版图的准备2.设计规则3)DesignRule第三部分：版图的准备2.设计规则4)规则定义45技术中心内部资料第三部分：版图的准备2.设计规则4)规则定义4.1NW（NWELL）46技术中心内部资料第三部分：版图的准备2.设计规则4)规则定义4.2PO(Poly)47技术中心内部资料第三部分：版图的准备2.设计规则4)规则定义4.3M1(Metal1)48技术中心内部资料第三部分：版图的准备2.设计规则4)规则定义4.4VIA49技术中心内部资料第三部分：版图的准备3.DRC文件3.1DRC:DesignRuleCheck，设计规则检查。3.2DRC程序了解有关你工艺的所有必需的东西。它将着手仔细检查你所有布置的一切。5/1000=0.005DRC文件第三部分：版图的准备3.DRC文件3.3举例说明nwell的DRC文件NWDRC第三部分：版图的准备4.LVS文件4.1LVS:layoutversusschematic，版图与电路图对照。4.2LVS工具不仅能检查器件和布线，而且还能确认器件的值和类型是否正确。第三部分：版图的准备4.LVS文件4.3Environmentsetting：1)将决定你用几层的金属，选择一些你所需要的验证检查。2)选择用命令界面运行LVS，定义查看LVS报告文件及LVS报错个数。关闭ERC检查定义金属层数用命令跑LVS的方式LVSCOMPARECASENAMESSOURCECASEYESLAYOUTCASEYES第三部分：版图的准备4.LVS文件4.4layermapping:1)右图描述了文件的层次定义、层次描述及gds代码；2)Map文件是工艺转换之间的一个桥梁。第三部分：版图的准备4.LVS文件4.5Logicoperation:定义了文件层次的逻辑运算。第三部分：版图的准备4.LVS文件4.6DefinedDevices:右图定义器件端口及器件逻辑运算。第三部分：版图的准备4.LVS文件4.7Checktolerance:右图定义检查器件属性的误差率，一般调为1%。第三部分：版图的准备4.LVS文件4.8LVS电路与版图对比电路图版图58技术中心内部资料第三部分：版图的准备4.LVS文件4.9LVS网表对比电路网表版图网表电路网表与版图网表完全一致的结果显示（Calibre工具）版图网表转换为版图Back59技术中心内部资料IC模拟版图设计1.模拟版图和数字版图的首要目标2.首先考虑的三个问题3.匹配3.1匹配中心思想3.2匹配问题3.3如何匹配3.4MOS管3.5电阻3.6电容3.7匹配规则4.寄生效应4.1寄生的产生4.2寄生电容4.3寄生电阻4.4天线效应4.5闩锁效应5.噪声6.布局规划7.ESD8.封装第四部分：版图的艺术60技术中心内部资料第四部分：版图设计艺术1.模拟电路和数字电路的首要目标模拟电路关注的是功能1)电路性能、匹配、速度等2)没有EDA软件能全自动实现，所以需要手工处理数字电路关注的是面积1)什么都是最小化2)Astro、appollo等自动布局布线工具61技术中心内部资料第四部分：版图设计艺术这个电路时做什么用的？•电路功能？•频率多少？•低寄生参数节点？电流多大？•大电流在哪里？•小电流在哪里？•电流流入其他模块？有哪些匹配要求？•认出节点•认出晶体管•认出其他模块•认出远处部件还有其他什么吗？•器件布置分面的考虑？•金属选择？•隔离要求？2.首先考虑的三个问题62技术中心内部资料第四部分：版图设计艺术3.匹配3.1中心思想：1）使所有的东西尽量理想，使要匹配的器件被相同的因素以相同的方式影响。2）把器件围绕一个公共点中心放置为共心布置。甚至把器件在一条直线上对称放置也可以看作是共心技术。2.1）共心技术对减少在集成电路中存在的热或工艺的线性梯度影响非常有效。63技术中心内部资料第四部分：版图设计艺术3.匹配3.2匹配问题3.2.1差分对、电流镜……3.2.2误差3.2.3工艺导致不匹配1）不统一的扩散2）不统一的注入3）CMP后的不完美平面3.2.4片上变化导致不匹配1）温度梯度2）电压变化64技术中心内部资料第四部分：版图设计艺术