CMOS反相器的版图设计

实验一：CMOS反相器的版图设计

一、实验目的

1、创建CMOS反相器的电路原理图(Schematic)、电气符号(symbol)以及版图(layout);

2、利用’gpdk090’工艺库实例化MOS管；

3、运行设计规则验证(Design Rule Check,DRC)确保版图没有设计规则错误。

二、实验要求

1、打印出完整的CMOS反相器的电路原理图以及版图；

2、打印CMOS反相器的DRC报告。

三、实验工具

Virtuoso

四、实验内容

1、创建CMOS反相器的电路原理图；

2、创建CMOS反相器的电气符号；

3、创建CMOS反相器的版图；

4、对版图进行DRC验证。

1、创建CMOS反相器的电路原理图及电气符号图

首先创建自己的工作目录并将/home/iccad/cds.lib复制到自己的工作目录下（我的工作目录为/home/iccad/iclab），在工作目录内打开终端并打开virtuoso(命令为icfb &).

在打开的icfb –log中选择tools->Library Manager,再创建自己的库，在当前的对话框上选择File->New->Library,创建自己的库并为自己的库命名（我的命名为lab1），点击OK后在弹出的对话框中选择Attach to an exiting techfile并选择gpdk090_v4.6的库，此时Library manager的窗口应如图1所示：

图1 创建好的自己的库以及inv

创建好自己的库之后，就可以开始绘制电路原理图，在Library manager窗口中选中lab1,点击File->New->Cell view,将这个视图命名为inv(CMOS反相器)。需要注意的是Library Name一定是自己的库，View Name是schematic,具体如图2所示：

图2 inv电路原理图的创建窗口

点击OK后弹出schematic editing的对话框，就可以开始绘制反相器的电路原理图(schematic view)。其中nmos(宽为120nm,长为100nm.)与pmos(宽为240nm,长为100nm.)从gpdk090_v4.6这个库中添加，vdd与gnd在analogLib这个库中添加，将各个原件用wire连接起来，连接好的反相器电路原理图如图3所示：

图3 inv的电路原理图

对电路原理图检查并保存（左边菜单栏的第一个，check and save），接下来创建CMOS反相器的电气符号图(创建电气符号图是为了之后在其他的门电路中更方便的绘制电路原理图)。在菜单栏中选择design->Create cellview->From cellview，在symbol editing中编辑反相器的电气符号图，创建好的symbol如图4所示：

图4 inv的电气符号图

2、创建CMOS反相器的版图

接下来可以创建并绘制CMOS反相器的版图，在Library Manager中选择File->new->cell view，将view name改为layout,tool改为virtuoso,具体如图5所示：

图5 inv版图的创建窗口

点击OK，会弹出两个对话框，一个LSW和一个layout editing在弹出来的layout editing中进行版图的绘制，利用快捷键‘i’在gpdk090_v4.6选择nmos和pmos,并将pmos摆放至nmos的上方，为方便确认各个金属或者mos管的距离或者长度，可以使用尺子作为辅助，使用快捷键’k’画一个尺子，使得nmos与pmos 的源漏之间距离为0.6nm,如图6所示：

图6 mos管源漏之间的距离图

然后继续用尺子在nmos与pmos的正中间分别往上下延伸1.5nm，该点即为电源轨道和地轨道的中心点，轨道的宽为0.6nm,长为1.8nm,在LSW窗口中选择metal1作为电源轨道，返回layout editing窗口，使用快捷键’p’,然后设置金属的宽度，将其设置为0.6nm,接着在layout editing窗口中将轨道绘制出来，nmos 与pmos之间用poly金属层连接起来，pmos的源级用metal1金属与上层的电源轨道连接起来，nmos的源级用metal1金属与下层的电源轨道连接起来，并在vdd 电源轨道上加一个M1_NWELL,在gnd轨道上加一个M1_PSUB,放置好选中并点

击快捷钱’q’,将通孔个数改为3个如图7所示，将columns那一栏的1改为3，pmos 及以上部分用nwell包裹起来，具体的连接如图8所示:

图7 M1_NWELL的属性

图8 连接好的inv版图

3、设计规则检查(DRC)

将连接好的inv版图保存，在菜单栏上选择verify->DRC,在弹出的对话框修改一些信息，如图9所示，确保路径正确，并且将Rules library前的勾选取消。

图9 DRC的参数设置

点击OK，验证完成并成功后会在icfb –log窗口出现如图10所示提示且版图上不会出现错误闪烁，如果有错误的话，可以在菜单栏中点击

verify->markets->explain,并选中错误的地方，就会弹出详细的错误解释，然后根据提示修改错误。

图10 DRC报告

4、打印CMOS反相器的电路原理图以及版图

在layout editing窗口的菜单栏上选择Design->plot->submit,然后再弹出来的窗口中修改参数，将header前的勾选取消，如图11所示：

图11 打印参数设置

继续点击Plot Options,将里面的参数修改如图12所示：

图12 打印参数设置