IC版图设计 CMOS倒相器版图设计
CMOS数字IC的版图设计
四、CMOS电路版图设计对布线和接触孔 电路版图设计对布线和接触孔 的特殊要求
（1）为抑制Latch up，要特别注意合理布置电源接触孔和VDD ） 引线，减小横向电流密度和横向电阻RS、RW。 采用接衬底的环行VDD布线。 增多VDD、VSS接触孔，加大接触面积，增加连线牢固性。 对每一个VDD孔，在相邻阱中配以对应的VSS接触孔，以增加 并行电流通路。 尽量使VDD、VSS接触孔的长边相互平行。 接VDD的孔尽可能离阱近一些。 接VSS的孔尽可能安排在阱的所有边上（P阱）。
Metal 2
input output
8. 金属线2——做金属连线，封闭图形处保留铝 金属线 做金属连线， 做金属连线
inverter： ： Schematic: Layout:
input
VDD m1 m2 GND VDD
output GND m2 m1
须解释的问题： 须解释的问题：
1. 有源区和场区是互补的，晶体管做在有源区处， 金属和多晶连线多做在场区上。 2. 有源区和P+,N+注入区的关系：有源区即无场氧化 层，在这区域中可做N型和P型各种晶体管，此区 一次形成。 3. 至于以后何处是NMOS晶体管，何处是PMOS晶 体管，要由P+注入区和N+注入区那次光刻决定。 4.4. 有源区的图形（与多晶硅交叠处除外）和P+注 入区交集处即形成P+有源区， P+注入区比所交有源 区要大些。
P-diffusion N-diffusion Polysilicon Metal contact
Process
field oxide
field oxide
field oxide
2) Simplified CMOS Process Flow
MOS集成电路--CMOS反相器电路仿真及版图设计
MOS集成电路--CMOS反相器电路仿真及版图设计MOS管集成电路设计题⽬：CMOS反相器电路仿真及版图设计姓名：潘朝云学号：20111060198专业：通信⼯程指导⽼师：梁⽵关2014年6⽉1⽇摘要本⽂介绍了集成电路设计的相关思路、电路的实现、SPICE电路模拟软件和LASI7集成电路版图设计的相关⽤法。
主要讲述CMOS反相器的设计⽬的、设计的思路、以及设计的过程，⽤SPICE电路设计软件来实现对反相器的设计和仿真。
集成电路反相器的实现⽤到NMOS和PMOS各⼀个，⽤LASI7实现了其版图的设计。
关键字：集成电路CMOS反相器LT SPICE LASI7⽬录引⾔ ....................................................................................................................................... - 2 -⼀、概述 ............................................................................................................................... - 2 -1.1MOS集成电路简介.................................................................................................... - 2 -1.2MOS集成电路分类.................................................................................................... - 2 -1.3MOS集成电路的优点................................................................................................ - 3 -⼆、LTspice电路仿真 .......................................................................................................... - 3 -2.1SPICE简介 ................................................................................................................... - 3 -2.2CMOS反相器LT SPICE仿真过程 ..................................................................... - 3 -2.2.1实现⽅案 .............................................................................................................. - 3 -2.2.2 LTspice电路仿真结果 ...................................................................................... - 5 -三、LASI版图设计 ............................................................................................................... - 5 -3.1LASI软件简介........................................................................................................ - 5 -3.2版图设计原理......................................................................................................... - 6 -3.3LASI的版图设计.................................................................................................... - 6 -四、实验结果分析 ............................................................................................................... - 8 -五、结束语 ........................................................................................................................... - 8 -参考⽂献 ............................................................................................................................... - 8 -引⾔CMOS技术⾃⾝的巨⼤潜⼒是IC⾼速持续发展的基础。
CMOS反向器版图设计实验报告
上海电力学院VLSI原理和设计报告题目：CMOS反向器的版图设计院系：电子与信息工程学院专业：电子科学与技术年级：姓名：学号：指导老师：刘伟景一、实验目的1、熟悉virtuoso editing、LSW设计窗口及操作2、熟练掌握设计快捷键的操作3、培养CMOS数字集成电路设计中减小芯片面积的设计技巧和方法的能力4、认识版图数据文件二、实验设备硬件环境：英特尔I5 PC机、SUN BLADE工作站软件环境：solaris操作系统、Cadence集成电路设计软件三、实验内容实验一UNIX上机实验（１）实验内容及步骤：1．在主目录/home/student/stu231 或/home/student/stu231创建自己的子目录(姓名全拼)。
注意：以后的新建文件和目录全部都在子目录中进行。
2．对根目录进行详细列表并将结果存入自己的子目录下新文件lsl.log中，并用cat命令显示该文件内容，再用file命令查看该文件类型。
3.用cat命令将自己建立的lsl.log文件扩展3次形成一个新文件ls2.log，并用more命令显示该文件内容，统计该文件的行数，并将此信息追加到文件末尾。
4.对自己的子目录打包后压缩，查看形成的新文件信息后，在进行解压和解包。
5.为自己创建一个新的目录new，将自己原目录下的文件拷贝到新目录new中。
6.删除新目录及其下的所有文件。
7.用定向的方法把who命令形成的结果保存到文件who.log中，并查看该文件内容。
8.用chmod命令修改文件who.log的可执行权限使其成为可执行文件，并运行该文件查看结果。
9.进入VI编辑器再次修改文件who.log的内容，其内容为对目录的详细列表，并使改变who.log的可执行权限，使得其权限形式为“r w x r- x r - -”。
并执行之。
实验二：UNIX上机实习（续）10．进入VI编辑器修改lsl.log文件内容，利用全局替换命令将“root”修改为“stu”。
制造工艺-CMOS集成电路原理图及版图
硅芯片上的电子世界—晶体管
• 三级管：pnp，npn • 硅芯片上的三极管：
2012年春季
P+ …N…+. P+
N阱
P型衬底
28中北大学
三极管的设计
CMOS工艺下可以做双极晶体管。 以N阱工艺为例说明PNP, NPN如何形成。
PNP
注：
薄氧
由于P衬底接最低电位vss/gnd
因此，VPNP集电极也必须接
C
N+
N–-epi
钝化层
SiO2
P+
P-Sub
2012年春季
N+埋层
P P(G- ND)
N+
Sub
EB C
N+ P
N+
P+
N–-epi
60
60中北大学
版图设计
• 电子设计 + 绘图艺术 • 仔细设计，确保质量
2012年春季
61中北大学
MOS管的版图设计
沟道宽
沟道长
当多晶硅穿过有源区时，就形成了一个管子。在图中当 多晶硅穿过N型有源区时，形成NMOS，当多晶硅穿过P型有 源区时，形成PMOS。
MIM 上电级
第n-1层金属
电容区的下方不要走线；
2012年春季
20中北大学
多层金属制作的平板电容和侧壁电容
多层平板电容（MIM） •增加单位面积电容； •精度高，匹配性好；
2012年春季
侧壁电容： •单位面积电容值可比左边的大； •精度较高，匹配性较好；
21中北大学
MOS电容
CGS
累积区
强反型
vss/gnd 。
C
B
精品PPTCMOS版图
基本IC单元版图设计 – CMOS layout
器件尺寸设计：SPICE - SPICE: Simulation Program for ICs Emphasis 利用SPICE去确定器件尺寸。
SPECS电路规范
mathematical model
SPICE
device size
schematic
on
off
D
input signal of A
基本IC单元版图设计 – CMOS layout
器件尺寸设计：大尺寸器件的设计
- 寄生栅电阻可减慢寄生电容的充放电速度,即存在一个 RC时间常数。
- 晶体管的长度，即沟道长度，决定了晶体管开关的速 度，因此，栅的长度是不允许改变的，同时，也必须 维持相同的有效栅宽。
连接后： 缺点：浪费了大量的空间。
好的连接办法：源和漏互换
对第二个和第四个晶体管进行左右翻转，两个B点彼此相对， 两个A点彼此相对。将相对的源漏区合并，这些合并的区域既 可以是一个晶体管的源，同时也可以是另一个晶体管的漏。
练习题：
如果是被同一根线进行连接，则可以类似源漏共用那 样进行共用，如果一个是A，另一个是B则不能。如 下电路图，那些可以共用，试着画出版图。
经验法则：如果需要分配电压是(如开关某些 器件)，可以利用多晶硅，如果需要分配电流， 则采用金属。
可采用多晶硅作为内连线，但通常仅限于连接 栅，因为栅上电流小。
图形关系
总结
在本章学到以下内容： 1.模型、计算机模拟的原理图与参数规范； 2.确定器件尺寸； 3.通过分裂器件减小寄生电阻； 4.更好的适用的技术； 5.作为设计工具的棒状图； 6.借助钳位与连接释放电压； 7.避免固有的衬底二极管正偏； 8.原理图、棒状图和器件之间的关系； 9.源漏共用；
MOS集成电路--CMOS反相器电路仿真及版图设计
MOS管集成电路设计题目：CMOS反相器电路仿真及版图设计*名：***学号：***********专业：通信工程指导老师：***2014年6月1日摘要本文介绍了集成电路设计的相关思路、电路的实现、SPICE电路模拟软件和LASI7集成电路版图设计的相关用法。
主要讲述CMOS反相器的设计目的、设计的思路、以及设计的过程，用SPICE电路设计软件来实现对反相器的设计和仿真。
集成电路反相器的实现用到NMOS和PMOS各一个，用LASI7实现了其版图的设计。
关键字：集成电路CMOS反相器LT SPICE LASI7目录引言 ....................................................................................................................................... - 2 -一、概述 ............................................................................................................................... - 2 -1.1MOS集成电路简介.................................................................................................... - 2 -1.2MOS集成电路分类.................................................................................................... - 2 -1.3MOS集成电路的优点................................................................................................ - 3 -二、LTspice电路仿真 .......................................................................................................... - 3 -2.1SPICE简介 ................................................................................................................... - 3 -2.2CMOS反相器LT SPICE仿真过程 ..................................................................... - 3 -2.2.1实现方案 .............................................................................................................. - 3 -2.2.2 LTspice电路仿真结果 ...................................................................................... - 5 -三、LASI版图设计 ............................................................................................................... - 5 -3.1LASI软件简介........................................................................................................ - 5 -3.2版图设计原理......................................................................................................... - 6 -3.3LASI的版图设计.................................................................................................... - 6 -四、实验结果分析 ............................................................................................................... - 8 -五、结束语 ........................................................................................................................... - 8 -参考文献 ............................................................................................................................... - 8 -引言CMOS技术自身的巨大潜力是IC高速持续发展的基础。
反相器的版图绘制
反相器的版图绘制一、前言反相器是数字电路中实现逻辑非的逻辑门，其输出电压的逻辑电平与输入电压相反。
反相器在电路中很多应用，比如音频放大、时钟振荡器等。
反相器既可用晶体管来构成，也可由CMOS来充当，这里我们研究的是由一个NMOS器件与一个PMOS器件组成的最简单的CMOS反相器。
CMOS反相器由一个NMOS 器件与一个PMOS器件构成，NMOS与PMOS的栅极连接在一起作为CMOS反相器的输入端，NMOS与PMOS的漏极相连接作为CMOS反相器的输出端，NMOS与PMOS的源极分别接地与接高电平。
二、反相器的版图绘制过程1、前期准备在绘制版图之前，必须要做一些前期准备工作。
首先就是在candence软件中为我们接下来要进行的设计建一个library与一个cell。
然后我们要根据设计好的版图来计算版图中各部分的尺寸大小。
对于反相器的版图绘制过程来说，就是确定NMOS与PMOS的器件长度与宽度，器件中接触孔、金属、多晶硅的尺寸以及其与有源区的相对位置。
2、版图绘制对于CMOS反相器的版图，可以将其两个主要部分——NMOS与PMOS，然后便是两个器件之间的连接部分、NMOS源极接地部分与PMOS源极接高电平的部分以及反相器的输入、输出端。
Ⅰ）、NMOS部分首先进行NMOS部分的版图绘制。
选中n型有源区ndiff，按快捷键R画一个宽4.8um，高3.6um的矩形（如图1所示）。
然后选中多晶硅poly，按快捷键P画一个宽0.6um，高4.2um的矩形多晶硅区，接着按K键，从有源区左边缘拉一条2.1um的标尺，从有源区的上端和下端各向外拉一条长0.6um的标尺，再根据标尺移动多晶硅，使其左边缘距有源区的左侧2.1um，且多晶硅上、下边缘分别超出有源区的上、下边缘0.6um（如图2所示）。
接着选中接触孔contact，画出四个长宽均为0.6um的矩形，将其分别放置到四个角，使其距有源区两侧都为0.9um（如图3所示）。
CMOS反相器版图设计
XXXXXXX实验报告课程名称：集成电路设计实验名称：CMOS反相器版图设计学号姓名：指导教师评定：____________________________ 签名：_____________________________一、实验目的1、了解集成电路版图设计流程。
2、利用L-Edit 进行NMOSFET 版图设计。
3、利用L-Edit 进行CMOS反相器设计。
二、实验器材计算机一台，Tanner L-Edit软件三、实验原理CMOS 反相器由PMOS 和NMOS 晶体管组成，利用PMOS晶体管版图和NMOS 晶体管版图可以完成COMS反相器版图的设计。
四、实验步骤1、设计PMOS晶体管版图。
2、设计N MOS晶体管版图。
3、设计CMOS反相器版图：（1）启动版图编辑器L-Edit。
（2）新建文件。
新建一个Layout 文件，文件的设置信息可以从前面创建的文件中复制。
(3) 对文件进行重命名。
将L-Edit 编辑器默认的文件名Layout 改为Inverter。
(4) 设置格点与坐标。
格点与坐标的设定方式与创建PMOS 晶体管时设定的方法一致。
(5) 调用PMOS 和NMOS 晶体管作为例化单元。
使用Cell---Instance 命令来调用PMOS 单元。
在出现的Select Cell to Instance 对话框中，通过点击Browse按钮浏览到“MOS”文件，可以看到该文件下面有PMOS 和NMOS 两个单元，点击PMOS，然后点击“OK”，可以看到Inverter 文件cell0 单元的版图已经添加了PMOS 单元。
利用同样的方法，可以将NMOS 单元也添加进来。
(6) 连接PMOS 和NMOS 晶体管的栅极。
从CMOS 反相器电路可知，PMOS晶体管和NMOS 晶体管的栅极要连在一起作为反相器的输入端，所以在放置这两个晶体管的时候可以将两者的栅极对准，以便连接。
具体操作是，选择Layer的多晶硅(Poly)层和方框绘图工具后，在版图区域中画一个宽度与晶体管栅极相等的多晶硅矩形，如图1 所示。