2013 年 3 月 21 日

2013年 3月 21日

模拟 IC 版图设计软件 -- Virtuoso

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重新申请端口号

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注意： ppt 中部分操作步骤是通过动画展示的，请用放映模式观看。

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账号eda@zueda

关闭原端口，注意空格符

申请新端口

新端口号

新端口号不一定和原端口号相同

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不能打开一个 Cellview 或编辑一个 Cellview

有的时候在一个 Library 中不能打开或编辑某个Cellview ，这种情况的发生则说明你并没有访问该 Cellview 的权限。

解决方法： 可能设成只读模式 design—make editable 可能系统为保护文件自动上锁了 删除该文件夹下相应的 .cdslck 文件命令： find –name \*.cdslck | xargs rm使用 UNIX command chmod 来改变你在该 Library

中的访问权利（用的很少）浙大微电子 4/59

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内容提要

版图基本知识 Virtuoso 软件的简介及使用 演示

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一、版图基本知识一、版图基本知识

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版图是集成电路从设计走向制作的桥梁，包含了集成电路尺寸，各层拓扑定义等器件相关的物理信息数据。

集成电路制作厂商（ Foundry, 如 TSMC 、 SMIC ）根据版图来制造掩膜版。

版图设计是创建工程制图的精确的物理描述过程，即定义各工艺层次图形的形状，尺寸及不同工艺层次相对位置的过程。

版图数据格式为 gds 。

什么是版图？

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电路如何转化成芯片？

电路

芯片

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Layout

Mask

wafer

Die

Chip

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反相器的制作

这里以反相器为例简单的介绍下其制作的基本工艺流程。

这里介绍目前比较普通的 N 阱 CMOS 工艺流程，用到的 wafer （晶圆）是 P 型衬底，所以需要用NWELL 来构建 p 沟器件，而 n 型 MOS 管就构建在p 衬底上。

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光刻的典型操作步骤

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第一张 mask 定义为 n-well(or n-tub)mask

a) 离子注入：制造 nwell 。b) 扩散：在所有方向上扩散，扩散越深，横向也延伸越

多。

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第二张 mask 定义为 active mask 。 有源区用来定义管子的栅以及允许注入的 p 型或者 n

型扩散的管子的源漏区。

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忽略版图中无法体现的一些 mask ：诸如 channel stop 、阈值电压调整等

要介绍的第三张 mask 为 poly mask ：它包含了多晶硅栅以及需要腐蚀成的形状。

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第四张 mask 定义为 n ＋ mask ，用来定义需要注入n ＋的区域。这里的注入为两次注入，首先轻掺杂注入，在栅上生成一层氧化层后再重掺杂注入，形成LDD 结构。

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第五张 mask 是 p ＋ mask 。 p ＋在 Nwell 中用来定义 PMOS 管或者 NMOS 体端引出； p ＋在 Pwell 中用来作为欧姆接触。LDD 不必用来形成 PMOS ，这是因为热载流子在 PMOS 中

受影响小。

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第六张 mask 定义接触孔（ contact ）。首先腐蚀 SiO2 到需要接触的层的表面。其次要能够使金属接触到扩散区或者多晶硅区。

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第七张 mask 就是金属 1 （ metal1 ）了。需要选择性刻蚀出电路所需要的连接关系。至此，一个反相器的完整版图就完成了。

在更复杂的电路版图中，还会有通孔（ via ）以及其他层次的金属（ metal2,metal3… ）

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Design Rule 的简介

•IC 制造水平及物理极限效应对版图几何尺寸提出限制要求；•各集成电路制造厂根据自身工艺特点和技术水平而制定的；•设计人员与工艺人员之间的接口与“协议”；•版图设计必须无条件的服从的准则；•设计规则反应了性能和成品率之间可能的最好的折衷；•设计规则并不是区分错误设计和正确设计的分界线。

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设计规则中常见术语

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A1 : Active-Active Spacing

A2 : Metal Width

A3 : Metal-Metal Spacing

A4 : Enclosure of Contact by Active

A5 : Poly-Active Spacing

A6 : Active-Well Spacing

A7 : Enclosure of Active by Well

A8 : Poly-Poly Spacing

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二、、 Virtuoso 软件使用版图制作演示

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模拟集成电路的设计流程

1. 交互式电路图输入

2. 电路仿真

3. 版图设计

4. 版图的验证（ DRC LVS ）

5. 寄生参数提取

6. 后仿真

7. 流片

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Virtuoso 软件的简介及使用

Virtuoso 是 Cadence软件包中的另外一款用于数模仿真，射频、模拟和数字单元设计的定制平台。

主要功能：

1.绘制版图

2.Verilog or VHDL代码编写器

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Virtuoso 软件的简介及使用

进入要启动软件的目录 cd fsk_modulator( 自己起的名字 )

source /opt/demo/cdsmmsim7_cal11.env icfb&

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创建新版图 版图布局

基本单元摆放尺寸定义子模块位置整体布局

版图布线 基本单元连线及各模块之间连线

模拟版图设计步骤

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1. 建立新版图

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创建 FSK 模拟调制器版图

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3

4

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图层选择窗口 LSW(Layer Selection Window)

版图编辑窗口 VLE(Virtuoso Layout Editing)

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创建 FSK 模拟调制器版图

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Layout Editor 菜单（ 1 ）

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Layout Editor 菜单（ 2 ）

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创建 FSK 模拟调制器版图修改显示层次关系

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添加元器件版图

创建 FSK 模拟调制器版图

12

34

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修改元器件参数（ MOS

宽长）

左键选中器件摁小写 q

创建 FSK 模拟调制器版图

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修改元器件参数（ 电阻阻值）

左键选中器件摁小写 q

创建 FSK 模拟调制器版图

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使用 Layout XL 调用元件

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创建 FSK 模拟调制器版图

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使用 Layout XL 调用元件

创建 FSK 模拟调制器版图

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创建 FSK 模拟调制器版图

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创建 FSK 模拟调制器版图

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连线

快捷键小写 p.

单机拐弯双击结束

创建 FSK 模拟调制器版图

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Contact 引线孔 / 接触孔 CT: M1-AA

M1-GT

M1-NW

M1-SN

M1-SP

M1-SUB

创建 FSK 模拟调制器版图

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Via 通孔 V1: M2-M1

V2: M3-M2

V3: M4-M3

V4: M5-M4

V5: M6-M5

TV2: TM2-M6

创建 FSK 模拟调制器版图

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Via 属性修改

选中后 摁小写 q

创建 FSK 模拟调制器版图

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添加版图 Label

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创建 FSK 模拟调制器版图

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创建 FSK 模拟调制器版图

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创建 FSK 模拟调制器版图

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创建 FSK 模拟调制器版图

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创建 FSK 模拟调制器版图

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Virtuoso 下的快捷键的使用（ 1 ） Ctrl ＋ A 全选 Shift+X ，进入子模块 Shift ＋ B Return ，升到上一级视图 Ctrl ＋ C 中断某个命令，一般用

ESC 代替。 Shift ＋ C 裁切（ chop ）。 C 复制，复制某个图形 Ctrl ＋ D 取消选择。亦可点击空白

处实现。 Ctrl ＋ F 显示上层等级 Shift ＋ F 显示所有等级 F fit ，显示你画的所有图形 K 标尺工具 Shift ＋ K 清除所有标尺 L 标签工具

M 移动工具 Shift ＋ M 合并工具， Merge N 斜 45 对角＋正交。 Shift ＋ O 旋转工具。 Rotate O 插入接触孔。 Ctrl ＋ P 插入引脚。 Pin Shift ＋ P 多边形工具。 Polygon P 插入 Path （路径） Q 图形对象属性（选中一个图形

先） R 矩形工具。绘制矩形图形 S 拉伸工具。可以拉伸一个边，也可

以选择要拉伸的组一起拉伸 U 撤销。 Undo 。 Shift ＋ U 重复。 Redo 。撤销后反

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Virtuoso 下的快捷键的使用（ 2 ） V 关联 attach 。将一个子图形

（ child ）关联到一个父图形（ parent ）后，若移动parent ， child 也跟着移动；移动child ， parent 不会移动。

Ctrl ＋ W 关闭窗口。 Shift ＋ W 下一个视图。 W 前一个视图。 Y 区域复制 Yank 。和 copy 有区别，

copy 只能复制完整图形对象。 Shift ＋ Y 黏贴 Paste 。配合 Yank

使用。 Ctrl ＋ Z 视图放大两倍（也可点住

鼠标右键拖动） Shift ＋ Z 视图缩小两倍 Z 视图放大

ESC 键 撤销命令 Tab 键 平移视图 Pan 。按 Tab ，用

鼠标点击视图区中某点，视图就会移至以该点为中心。

Delete 键 删除 BackSpace 键 撤销上一点。这就不

用因为 Path 一点画错而删除重画。可以撤销上一点。

Enter 键 确定一个图形最后一点。也可以双击鼠标左键。

Ctrl ＋方向键 移动 Cell 。 Shift ＋方向键 移动鼠标。 方向键 移动视图。

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三、 演示三、 演示

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THANK YOU!

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