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。