集成电路版图基础.pdf
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实例：反向器
由一个NMOS，一个PMOS组成， 先画出两个正确尺寸的mos版图， 然后对mos的四端进行连线。
第二部分：版图设计基础
2.1.2 电阻
根据电路选择的电阻类型(ppolyf_s)、电阻的W/L值来画版图，相对应的电 阻类型应当由哪些层的图形组成，这个参照厂家提供的design rule。
1）集成电路掩膜版图设计是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。
第二部分：版图设计基础
4) 打开cell a--工作区和层次显示器
电路转换为选定工艺的版图，版图设计完成后，将版图的数据发 给foundry，foundry收到数据后按照数据制作掩膜版（mask）， mask上的图形就代表了最终在芯片加工上需要保留或者需要刻蚀 掉的位置。
VDD
3u/0.18u
IN
OUT
1u/0.18u
GND
电路图
版图
第一部分：了解版图
3. 版图的意义：
第四部分：版图的艺术（这个作为后期目标，暂作了解）
1. 模拟版图和数字版图的首要目标 2. 匹配 3. 寄生效应 4. 噪声 5. 布局规划 6. ESD 7. 封装
IC模拟版图设计
第一部分：了解版图
1. 芯片是怎么来的 2. 版图的定义 3. 版图的意义 4. 版图的工具 5. 版图的设计流程
1) 启动软件
使用Xmanager登陆linux服务器
登陆后鼠标右键，打开Terminal
第二部分：版图设计基础
2) 到达目标目录后，输入virtuoso回车，启动软件，打开 Library manager
第二部分：版图设计基础
3) 建立一个library（test），再在这个library里 建立你要画 的cell（a）
NMOS在电路中的标示 图（symbol）
PMOS在电路中的标示 图（symbol）
第二部分：版图设计基础
NMOS版图
PMOS版图
第二部分：版图设计基础
以TSMC ,CMOS ,P型衬底单 Nwell工艺为例：NMOS的版 图包括以下层次的图形：
NIMP (N+注入) DIFF（有源区） Poly （栅） CONT（过孔） Metal1 （金属）
第一部分：了解版图
1. 芯片怎么来的？
是芯片生产厂商（foundry）通过一系列的加工工艺将三维立体 的器件与连接这些器件的金属导线集成在硅片(wafer)上得来。
加工过程中，芯片生产厂商依照掩膜版（mask）利用光刻、氧化、 掺杂注入、离子刻蚀等手段由低到高一层一层的将器件跟导线制作 成型，制作每一层就如同雕刻图章。
2.2互连
2.2.1金属
金属连线: Metal1，Metal2，Metal3，Metal4……
2.2.2 通孔
用来连接各层金属的过孔: cont， Via1，Via2，Via3……
第二部分：版图设计基础
典型工艺：CMOS N阱 1P4M工艺剖面图
连线与孔之间的连接
第二部分：版图设计基础3来自 版图编辑器以TSMC ,CMOS ,P型衬底单 Nwell工艺为例：PMOS的版 图包括以下层次的图形：
Nwell （N阱） PIMP (P+注入) DIFF（有源区） Poly （栅） CONT（过孔） Metal1 （金属）
第二部分：版图设计基础
L
W
NMOS工艺层立体图
NMOS版图
第二部分：版图设计基础
第一部分：了解版图
4. 版图的工具：
– Cadence
Virtuoso Dracula Assura Diva
– Mentor
calibre
– Spring soft
laker
第一部分：了解版图
5. 版图的设计流程
熟悉所选foundry的工艺文件（Design rule） 查看电路，理解电路(跟designer充分沟通) 对电路按照Design rule来进行版图设计 对设计好的版图模块进行DRC/LVS 的verify
IC模拟版图设计
目录
第一部分：了解版图
1. 芯片是怎么来的
2. 版图的定义 3. 版图的意义 4. 版图的工具 5. 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
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
第二部分：版图设计基础
2.1.3 电容
1) 电容值计算C=L*W*C0 2) 电容分类：
poly电容（两个极板都是poly） MIM电容（两个极板都是
metal） MOS电容
o 源漏接一起一个节点，栅 极一个节点，取两个节点 之间电容，C=W*L*Cox
MIM电容版图
MOS电容版图
第二部分：版图设计基础
所有的工艺步骤（step）都完成后，wafer上就有了一颗颗的芯 片array，然后将wafer送去封装厂进行切割封装，就变成了一颗颗 芯片。
第一部分：了解版图
2. 版图的定义：
版图（layout）实际就是用来制作掩膜版（mask）的绘图。 当模拟电路工程师将电路（schematic）设计好后，版图工程师把
将设计好的版图数据出给foundry（tapeout）
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
第二部分：版图设计基础
1. 认识版图
Poly
M1
CT
M2
第二部分：版图设计基础
2. 版图是电路图的物理实现，有两大组成部分
2.1器件
2.1.1 MOS管 2.1.2 电阻 2.1.3 电容 2.1.4 三极管 2.1.5 二极管 2.1.6 电感
2.2互连
2.2.1金属线（metal1，metal2，metal3…） 2.2.2通孔（cont，via1，via2 … ）
第二部分：版图设计基础
2.1 器件
2.1.1 MOS管
由一个NMOS，一个PMOS组成， 先画出两个正确尺寸的mos版图， 然后对mos的四端进行连线。
第二部分：版图设计基础
2.1.2 电阻
根据电路选择的电阻类型(ppolyf_s)、电阻的W/L值来画版图，相对应的电 阻类型应当由哪些层的图形组成，这个参照厂家提供的design rule。
1）集成电路掩膜版图设计是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。
第二部分：版图设计基础
4) 打开cell a--工作区和层次显示器
电路转换为选定工艺的版图，版图设计完成后，将版图的数据发 给foundry，foundry收到数据后按照数据制作掩膜版（mask）， mask上的图形就代表了最终在芯片加工上需要保留或者需要刻蚀 掉的位置。
VDD
3u/0.18u
IN
OUT
1u/0.18u
GND
电路图
版图
第一部分：了解版图
3. 版图的意义：
第四部分：版图的艺术（这个作为后期目标，暂作了解）
1. 模拟版图和数字版图的首要目标 2. 匹配 3. 寄生效应 4. 噪声 5. 布局规划 6. ESD 7. 封装
IC模拟版图设计
第一部分：了解版图
1. 芯片是怎么来的 2. 版图的定义 3. 版图的意义 4. 版图的工具 5. 版图的设计流程
1) 启动软件
使用Xmanager登陆linux服务器
登陆后鼠标右键，打开Terminal
第二部分：版图设计基础
2) 到达目标目录后，输入virtuoso回车，启动软件，打开 Library manager
第二部分：版图设计基础
3) 建立一个library（test），再在这个library里 建立你要画 的cell（a）
NMOS在电路中的标示 图（symbol）
PMOS在电路中的标示 图（symbol）
第二部分：版图设计基础
NMOS版图
PMOS版图
第二部分：版图设计基础
以TSMC ,CMOS ,P型衬底单 Nwell工艺为例：NMOS的版 图包括以下层次的图形：
NIMP (N+注入) DIFF（有源区） Poly （栅） CONT（过孔） Metal1 （金属）
第一部分：了解版图
1. 芯片怎么来的？
是芯片生产厂商（foundry）通过一系列的加工工艺将三维立体 的器件与连接这些器件的金属导线集成在硅片(wafer)上得来。
加工过程中，芯片生产厂商依照掩膜版（mask）利用光刻、氧化、 掺杂注入、离子刻蚀等手段由低到高一层一层的将器件跟导线制作 成型，制作每一层就如同雕刻图章。
2.2互连
2.2.1金属
金属连线: Metal1，Metal2，Metal3，Metal4……
2.2.2 通孔
用来连接各层金属的过孔: cont， Via1，Via2，Via3……
第二部分：版图设计基础
典型工艺：CMOS N阱 1P4M工艺剖面图
连线与孔之间的连接
第二部分：版图设计基础3来自 版图编辑器以TSMC ,CMOS ,P型衬底单 Nwell工艺为例：PMOS的版 图包括以下层次的图形：
Nwell （N阱） PIMP (P+注入) DIFF（有源区） Poly （栅） CONT（过孔） Metal1 （金属）
第二部分：版图设计基础
L
W
NMOS工艺层立体图
NMOS版图
第二部分：版图设计基础
第一部分：了解版图
4. 版图的工具：
– Cadence
Virtuoso Dracula Assura Diva
– Mentor
calibre
– Spring soft
laker
第一部分：了解版图
5. 版图的设计流程
熟悉所选foundry的工艺文件（Design rule） 查看电路，理解电路(跟designer充分沟通) 对电路按照Design rule来进行版图设计 对设计好的版图模块进行DRC/LVS 的verify
IC模拟版图设计
目录
第一部分：了解版图
1. 芯片是怎么来的
2. 版图的定义 3. 版图的意义 4. 版图的工具 5. 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
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
第二部分：版图设计基础
2.1.3 电容
1) 电容值计算C=L*W*C0 2) 电容分类：
poly电容（两个极板都是poly） MIM电容（两个极板都是
metal） MOS电容
o 源漏接一起一个节点，栅 极一个节点，取两个节点 之间电容，C=W*L*Cox
MIM电容版图
MOS电容版图
第二部分：版图设计基础
所有的工艺步骤（step）都完成后，wafer上就有了一颗颗的芯 片array，然后将wafer送去封装厂进行切割封装，就变成了一颗颗 芯片。
第一部分：了解版图
2. 版图的定义：
版图（layout）实际就是用来制作掩膜版（mask）的绘图。 当模拟电路工程师将电路（schematic）设计好后，版图工程师把
将设计好的版图数据出给foundry（tapeout）
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
第二部分：版图设计基础
1. 认识版图
Poly
M1
CT
M2
第二部分：版图设计基础
2. 版图是电路图的物理实现，有两大组成部分
2.1器件
2.1.1 MOS管 2.1.2 电阻 2.1.3 电容 2.1.4 三极管 2.1.5 二极管 2.1.6 电感
2.2互连
2.2.1金属线（metal1，metal2，metal3…） 2.2.2通孔（cont，via1，via2 … ）
第二部分：版图设计基础
2.1 器件
2.1.1 MOS管