集成电路版图设计-反相器-传输门

集成电路版图设计

实验报告

学院：电气与控制工程学院班级: XXXXＸXXXXX 学号：ＸXＸXＸＸXX 姓名：XXXX

完成日期：２015年1月22日

一、实验要求

1、掌握Lｉnux常用命令（cd、lｓ、ｐwｄ等)。

（1)ｃd命令。用于切换子目录。输入cd并在后面跟一个路径名,就可以直接进入到另一个子目录中；cｄ..返回根目录;cd返回主目录。（2）ｌｓ命令。用于列出当前子目录下所有内容清单。

(3)pwｄ命令。用于显示当前所在位置。

2、掌握集成电路设计流程。

模拟集成电路设计的一般过程：

(1)电路设计。依据电路功能完成电路的设计。

（２)前仿真。电路功能的仿真，包括功耗,电流，电压，温度,压摆幅,输入输出特性等参数的仿真。

（3)版图设计(Ｌａｙｏut)。依据所设计的电路画版图。一般使用Cadencｅ软件。

（4)后仿真。对所画的版图进行仿真,并与前仿真比较，若达不到要求需修改或重新设计版图。

（5）后续处理。将版图文件生成GDＳIＩ文件交予Fｏundry流片。

3、掌握Caｄence软件的使用

（1）使用Ｃadence SchemａｔicＥdiｔoｒ绘制原理图。

（2）由Schematｉc产生symboｌ。

（3）在测试电路中使用AnａloｇEnｖirｏnｍent工具进行功能测试。

（4）使用Cａｄence Ｌａyout Editoｒ根据原理图绘制相应版图,以

0.6umCＭOS设计规则为准。

（5）对所设计的版图进行DRC验证，查错并修改。

以PMOS为例，部分设计规则如下:(uｍ)

Ｎ-Wｅｌl包含P+Actｉｖe的宽度:１.8

MOＳ管沟道最小宽度:０．７5最小长度：0.6

Ａctivｅ区伸出栅极Pｌoｙ的最小延伸长度:0．5

Conｔaｃｔ最小尺寸：0．6＊０.６

Coｎｔact与Contａｃｔ之间的最小间距:０.7

Ａctｉve包最小尺寸Cｏntact的最小宽度：0.4 非最小尺寸Cｏntac ｔ的最小宽度：0．6

Actｉve上的Contａｃｔ距栅极Poly1的最小距离:0.6

Metal1包最小尺寸的Contact:０.3

Mｅｔal１与Metａl１之间的最小间距:0.8

二、实验内容

1、CMＯS反相器设计（电路设计、仿真、版图设计、验证）

2、CMOS传输门设计（电路设计、仿真、版图设计、验证)

三、实验结果

1、CMOＳ反相器

（１）Ｓｃｈematｉｃ

当输入端in输入高电平时,ＭOＳ管M１截止，M２导通，输出端o ｕｔ输出低电平。当输入端iｎ输入低电平时，ＭOS管Ｍ１导通，Ｍ２截止，输出端out输出低电平,即可实现反相功能。

(２）Symｂoｌ

(3)测试电路

测试结果

由图可看出，当输入端x输入高电平时，输出端ｙ输出低电平，输入端x输入低电平时，输出端ｙ输出高电平，可实现反相功能。

（2）Lａyoｕt

由设计规则和原理图可得如下图。

2、CMＯS传输门

（1)Ｓchemａtic

当ｃ为低电平时，Ｍ０、M1截止；传输门相当于开关断开。当c=ｖdd，c’=０v时,Vin由0~（ｖdd-ｖt）范围变化时M1导通，Vin由（vdd －vt)~vdd范围变化时M0导通,即Vin在0~ｖdd范围变化时，M0、M1中至少有一个管子导通,使Ｖout＝Vin；传输门相当于开关闭合。（2）Ｓymｂoｌ

（2）测试电路

测试结果

由图可得，当ｃ为低电平,c’为高电平时，V out无输出，当c为高电平，ｃ’为低电平时，V out=Vｉｎ。可实现传输门功能。

(3)Lａyouｔ

由设计规则和原理图可得如下图。

四、问题与解决

在测试电路进行仿真时，每次设置输入信号很麻烦。可以通过直接加信号源来解决。

五、心得体会

经过两周的集成电路版图设计的学习，我又学习了一项集成电路设计软件——Cadｅncｅ的使用。Cａｄeｎce软件功能强大，可以实现电路设计、仿真、版图设计、验证等功能。这两周的学习中遇到很

多困难。Caｄｅｎｃe软件必须在Lｉｎux系统中运行，所以为了方便学习使用，我在电脑上安装了虚拟机来虚拟Ｌｉｎux系统。

这两周的学习中遇到很多困难。在第一天学习使用Linｕx常用命令时,由于最初只是看书,混淆了一些指令和符号，所以得到的总是cｏｍmａnd not found，经过老师的示范，我终于清楚命令应该怎么输入和使用。经过半个小时的练习，我已经对Linux常用命令非常熟悉。接下来的Scｈematic设计以及生成symｂｏl根据书上的内容很容易便学会了，但是在进行仿真的时候又出了问题,虽然看了老师的示范,但是步骤繁多,下课以后完全不会做了,之后看了几遍同学的示范，清楚了每个步骤的目的，发现这个仿真过程和以前学过的ＥDＡ软件的仿真过程基本相同,便学会了仿真。万事开头难，在完成了电路的设计和验证之后，版图设计又遇到了问题,书上的内容看不懂,也没有具体过程,完全不知道如何画出一个ＭOS管,纠结了两天,终于借到一本过程很详细的参考书，按照上面的步骤画出了一个像模像样的MOS管，学会一个,其他的便都得心应手。

学会了功能强大的Cａdｅnｃe软件的基本使用我很高兴，虽然这次的设计内容非常简单，但是这仅仅是一个开始，对以后的学习和工作都有很大的作用。遇到困难要及时解决,这样在学习过程中才能不断进步。

CMOS反相器电路版图设计与仿真

CMOS反相器电路版图设计与仿真姓名：邓翔学号：1007010033 导师：马奎本组成员：邓翔石贵超王大鹏

CMOS反相器电路版图设计与仿真摘要：本文是基于老师的指导下，对cadence软件的熟悉与使用，进行CMOS反相器的电路设计和电路的仿真以及版图设计与版图验证仿真。关键字：CMOS反相器；版图设计。 Abstract:This article is based on the teacher's guidance, familiar with cadence software and use, for CMOS inverter circuit design and circuit simulation and landscape and the landscape design of the simulation. Key word:CMOS inverter;Landscape design. 一引言 20世纪70年代后期以来，一个以计算机辅助设计技术为代表的新的技术改革浪潮席卷了全世界，它不仅促进了计算机本身性能的进步和更新换代，而且几乎影响到全部技术领域，冲击着传统的工作模式。以计算机辅助设计这种高技术为代表的先进技术已经、并将进一步给人类带来巨大的影响和利益。计算机辅助设计技术的水平成了衡量一个国家产业技术水平的重要标志。计算机辅助设计（Computer Aided Design，CAD）是利用计算机强有力的计算功能和高效率的图形处理能力，辅助知识劳动者进行工程和产品的设计与分析，以达到理想的目的或取得创新成果的一种技术。它是综合了计算机科学与工程设计方法的最新发展而形成的一门新兴学科。计算机辅助设计技术的发展是与计算机软件、硬件技术的发展和完善，与工程设计方法的革新紧密相关的。采用计算机辅助设计已是现代工程设计的迫切需要。电子技术的发展使计算机辅助设计(CAD)技术成为电路设计不可或缺的有力工具。国内外电子线路CAD软件的相继推出与版本更新，是CAD技术的应用渗透到电子线路与系统设计的各个领域，如电路图和版图的绘制、模拟电路仿

反相器的设计与仿真

0.18umCMOS反相器的设计与仿真 2016311030103 吴昊一.实验目的在SMIC 0.18um CMOS mix-signal环境下设计一个反相器，使其tpHL二tpLH,并且tp越小越好。利用这个反相器驱动2pf电容, 观察tp。以这个反相器为最小单元，驱动6pf电容，总延迟越小越好。制作版图，后仿真，提取参数。二.实验原理 1?反相器特性 1、输出高低电平为VDD和GND电压摆幅等于电源电压； 2、逻辑电平与器件尺寸无关； 3、稳态是总存在输出到电源或者地通路； 4、输入阻抗高； 5、稳态时电源和地没通路； 2?开关阈值电压Vm和噪声容限 Vm的值取决于kp/kn L " W k = - 所以P管和N管的宽长比值不同，Vm的值不同。增加P管宽度使Vm移向Vdd，增加N管宽度使Vm移向GNB 当Vm=1/2Vdd时, 得到最大噪声容限。

要使得噪声容限最大，PMOS部分的尺寸要比NMOS大，计算结果是3.5倍，实际设计中一般是2~2.5倍。 3?反向器传播延迟优化 1、使电容最小（负载电容、自载电容、连线电容）漏端扩散区的面积应尽可能小输入电容要考虑：（1）Cgs随栅压而变化（2）密勒效应（3）自举电路 2、使晶体管的等效导通电阻（输出电阻）较小：加大晶体管的尺寸（驱动能力）但这同时加大自载电容和负载电容（下一级晶体管的输入电容） 3、提咼电源电压提高电源电压可以降低延时，即可用功耗换取性能。但超过一定程度后改善有限。电压过高会引起可靠性问题?当电源电压超过2Vt 以后作用不明显. 4、对称性设计要求令Wp/Wn二卩p/卩u可得到相等的上升延时和下降延时，即tpHL 二tpLH。仿真结果表明：当P, N管尺寸比为1.9时，延时最小，在2.4时为上升和下降延时相等。 4?反相器驱动能力考虑 1?单个反相器驱动固定负载

集成电路版图设计论文

集成电路版图设计班级12级微电子姓名陈仁浩学号2012221105240013 摘要：介绍了集成电路版图设计的各个环节及设计过程中需注意的问题，然后将IC版图设计与PCB版图设计进行对比，分析两者的差异。最后介绍了集成电路版图设计师这一职业，加深对该行业的认识。关键词: 集成电路版图设计引言: 集成电路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。近年来迅速发展的计算机、通信、嵌入式或便携式设备中集成电路的高性能低功耗运行都离不开集成电路掩模版图的精心设计。一个优秀的掩模版图设计者对于开发超性能的集成电路是极其关键的。一、集成电路版图设计的过程集成电路设计的流程：系统设计、逻辑设计、电路设计（包括：布局布线验证）、版图设计版图后仿真（加上寄生负载后检查设计是否能够正常工作）。集成电路版图设计是集成电路从电路拓扑到电路芯片的一个重要的设计过程，它需要设计者具有电路及电子元件的工作原理与工艺制造方面的基础知识，还需要设计者熟练运用绘图软件对电路进行合理的布局规划，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。集成电路版图设计包括数字电路、模拟电路、标准单元、高频电路、双极型和射频集成电路等的版图设计。具体的过程为： 1、画版图之前，应与IC 工程师建立良好沟通在画版图之前，应该向电路设计者了解PAD 摆放的顺序及位置，了解版图的最终面积是多少。在电路当中，哪些功能块之间要放在比较近的位置。哪些器件需要良好的匹配。了解该芯片的电源线和地线一共有几组，每组之间各自是如何分布在版图上的？ IC 工程师要求的工作进度与自己预估的进度有哪些出入？ 2、全局设计：这个布局图应该和功能框图或电路图大体一致,然后根据模块的面积大小进行调整。布局设计的另一个重要的任务是焊盘的布局。焊盘的安排要便于内部信号的连接，要尽量节省芯片面积以减少制作成本。焊盘的布局还应该便于测试，特别是晶上测试。 3、分层设计：按照电路功能划分整个电路，对每个功能块进行再划分，每一个模块对应一个单元。从最小模块开始到完成整个电路的版图设计，设计者需要建立多个单元。这一步就是自上向下的设计。 4、版图的检查：（1）Design Rules Checker 运行DRC，DRC 有识别能力，能够进行复杂的识别工作，在生成最终送交的图形之前进行检查。程序就按照规则检查文件运行，发现错误时，会在错误的地方做出标记，并且做出解释。

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/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：

集成电路基础实验cadence反相器设计

题目：反相器分析与设计姓名：白进宝学院：微电子与固体电子学院学号：201722030523 签名：教师签名：

摘要 CMOS指互补金属氧化物(PMOS管和NMOS管)共同构成的互补型MOS集成电路制造工艺，它的特点是低功耗。由于CMOS中一对MOS组成的门电路在瞬间看，要么PMOS导通，要么NMOS导通，要么都截至，比线性的三极管(BJT)效率要高得多，因此功耗很低。本次设计的是反相器，通过电路搭建前仿真，实现其功能。然后进行版图设计，提取寄生参数后进项后仿真。关键词：CMOS、反相器、低功耗、集成电路版图 1、技术指标要求面积：100um2 速度：大于1GHz 功耗：功耗与电源电压、工作速度、负载等诸多因素有关。 2、电路搭建工艺库：smic18mmrf 器件参数：设置NMOS与PMOS宽长比。电路结构：

如图，电路结构。有两级反相器组成，第二级为负载，因为在实际电路中电路都是带载的。

分别作NMOS和PMOS的直流输出特性曲线，NMOS的阈值电压大约为0.5V左右，PMOS的阈值电压大约为0.6V左右。 3、仿真（1）进行直流传输特性仿真分析

图一电源电压为5V，图二电源电压为2V。可以看到图二的特性比图一好，这是由于降低的电压，从而使特性变好。继续降低电源电压为1V后，特性更好。但是当降到200mV时，特性反而变差。这是由于当电压降到接近于阈值电压或更低时，管子无法导通，性能变差。（2）瞬态特性分析瞬态特性分析，反相器实现非门的功能。

将时间轴拉长，可以看到当输出反向时，存在一个过冲现象，这是由于栅漏电容造成。（3）工作频率分析上图为反相器没有带负载的情况下测出的下降时间，下图为带一个反相器测出的下降时间。从而我们可以得出电路的扇出越多，性能越差，所以在数字电路中，我们尽量将扇出控制在4以内。更多的扇出将通过组合电路多级实现。由图可得上升时间为23.85ps，下降时间为29.25ps。工作频率＝1/（2×max（上升时间，下降时间））＝17GHz （4）功耗分析

集成电路版图设计笔试面试大全

集成电路版图设计笔试面试大全 1. calibre语句 2. 对电路是否了解。似乎这个非常关心。 3. 使用的工具。 , 熟练应用UNIX操作系统和L_edit，Calibre, Cadence, Virtuoso, Dracula 拽可乐(DIVA),等软件进行IC版图绘制和DRC，LVS，ERC等后端验证 4. 做过哪些模块其中主要负责的有Amplifier，Comparator，CPM，Bandgap，Accurate reference，Oscillator，Integrated Power MOS，LDO blocks 和Pad，ESD cells以及top的整体布局连接 5. 是否用过双阱工艺。工艺流程见版图资料在高阻衬底上同时形成较高的杂质浓度的P阱和N阱，NMOS、PMOS分别做在这两个阱中，这样可以独立调节两种沟道MOS管的参数，使CMOS电路达到最优特性，且两种器件间距离也因采用独立的阱而减小，以适合于高密度集成，但是工艺较复杂。制作MOS管时，若采用离子注入，需要淀积Si3N4，SiO2不能阻挡离子注入，进行调沟或调节开启电压时，都可以用SiO2层进行注入。双阱CMOS采用原始材料是在P+衬底(低电阻率)上外延一层轻掺杂的外延层P-(高电阻率)防止latch-up效应(因为低电阻率的衬底可以收集衬底电流)。 N阱、P阱之间无space。

6. 你认为如何能做好一个版图,或者做一个好版图需要注意些什么需要很仔细的回答～答:一，对于任何成功的模拟版图设计来说，都必须仔细地注意版图设计的floorplan，一般floorplan 由设计和应用工程师给出，但也应该考虑到版图工程师的布线问题，加以讨论调整。总体原则是模拟电路应该以模拟信号对噪声的敏感度来分类。例如，低电平信号节点或高阻抗节点，它们与输入信号典型相关，因此认为它们对噪声的敏感度很高。这些敏感信号应被紧密地屏蔽保护起来，尤其是与数字输出缓冲器隔离。高摆幅的模拟电路，例如比较器和输出缓冲放大器应放置在敏感模拟电路和数字电路之间。数字电路应以速度和功能来分类。显而易见，因为数字输出缓冲器通常在高速时驱动电容负载，所以应使它离敏感模拟信号最远。其次，速度较低的逻辑电路位于敏感模拟电路和缓冲输出之间。注意到敏感模拟电路是尽可能远离数字缓冲输出，并且最不敏感的模拟电路与噪声最小的数字电路邻近。芯片布局时具体需考虑的问题，如在进行系统整体版图布局时，要充分考虑模块之间的走线，避免时钟信号线对单元以及内部信号的干扰。模块间摆放时要配合压焊点的分布，另外对时钟布线要充分考虑时延，不同的时钟信号布线应尽量一致，以保证时钟之间的同步性问题。而信号的走线要完全对称以克服外界干扰。二(电源线和地线的布局问题

集成电路版图设计报告

集成电路版图设计实验报告班级：微电子1302班学号：1306090226 姓名：李根日期：2016年1月10日

一：实验目的：熟悉IC设计软件Cadence Layout Editor的使用方法，掌握集成电路原理图设计，原理图仿真以及版图设计的流程方法以及技巧。二：实验内容 1.Linux常用命令及其经典文本编辑器vi的使用 ①：了解Linux操作系统的特点。 ②：熟练操作如何登录、退出以及关机。 ③：学习Linux常用的软件以及目录命令。 ④：熟悉经典编辑器vi的基本常用操作。 2.CMOS反相器的设计和分析 ①：进行cmos反相器的原理图设计。 ②：进行cmos反相器的原理图仿真。 ③：进行cmos反相器的版图设计。 3.CMOS与非门的设计和分析 ①：进行cmos与非门的原理图设计。 ②：进行cmos与非门的原理图仿真。 ③：进行cmos与非门的版图设计 4.CMOS D触发器的设计和分析 ①：进行cmosD触发器的原理图设计。 ②：进行cmosD触发器的原理图仿真。 ③：进行cmosD触发器的版图设计。 5.对以上的学习进行总结 ①：总结收获学习到的东西。 ②：总结存在的不足之处。 ③：展望集成电路版图设计的未来。三：实验步骤（CMOS反相器） 1.CMOS反相器原理图设计内容：首先建立自己的Library，建立一个原理图的cell，其次进行原理图通过调用库里面的器件来绘制原理图，然后进行检错及修正，具体操作如下：在Terminal视窗下键入icfb，打开CIW； Tool→Library Manager； File→New→Library；在name栏填上Library名称；选择Compile a new techfile；键入～/0.6um.tf； File→New→Cell view,在cell name键入inv，tool选择schematic，单击OK；点击Schematic视窗上的指令集Add→Instance，出现Add Instance视窗；通过Browse analogLib库将要用到的元件添加进来；

二输入与非门、或非门版图设计

课程名称Course 集成电路设计技术项目名称 Item 二输入与非门、或非门版图设计与非门电路的版图： .spc文件（瞬时分析）： * Circuit Extracted by Tanner Research's L-Edit / Extract ; * TDB File: E:\cmos\yufeimen, Cell: Cell0 * Extract Definition File: C:\Program Files\Tanner EDA\L-Edit\spr\ * Extract Date and Time: 05/25/2011 - 10:03 .include H:\ VPower VDD GND 5 va A GND PULSE (0 5 0 5n 5n 100n 200n) vb B GND PULSE (0 5 0 5n 5n 50n 100n) .tran 1n 400n .print tran v(A) v(B) v(F) * WARNING: Layers with Unassigned AREA Capacitance. * * *

* *

* WARNING: Layers with Unassigned FRINGE Capacitance. * * * * *

* *

* * WARNING: Layers with Zero Resistance. * * * * * NODE NAME ALIASES * 1 = VDD (34,37) * 2 = A , * 3 = B , * 4 = F , * 6 = GND (25,-22) M1 VDD B F VDD PMOS L=2u W=9u AD=99p PD=58u AS=54p PS=30u * M1 DRAIN GATE SOURCE BULK M2 F A VDD VDD PMOS L=2u W=9u AD=54p PD=30u AS=99p PS=58u * M2 DRAIN GATE SOURCE BULK M3 F B 5 GND NMOS L=2u W= AD= PD=30u AS=57p PS=31u * M3 DRAIN GATE SOURCE BULK -18 M4 5 A GND GND NMOS L=2u W= AD=57p PD=31u AS= PS=30u * M4 DRAIN GATE SOURCE BULK -18 * Total Nodes: 6 * Total Elements: 4 * Extract Elapsed Time: 0 seconds .END 与非门电路仿真波形图（瞬时分析）：

集成电路版图设计-反相器-传输门

集成电路版图设计实验报告学院：电气与控制工程学院班级: XXXXＸXXXXX 学号：ＸXＸXＸＸXX 姓名：XXXX 完成日期：２015年1月22日

一、实验要求 1、掌握Lｉnux常用命令（cd、lｓ、ｐwｄ等)。（1)ｃd命令。用于切换子目录。输入cd并在后面跟一个路径名,就可以直接进入到另一个子目录中；cｄ..返回根目录;cd返回主目录。（2）ｌｓ命令。用于列出当前子目录下所有内容清单。 (3)pwｄ命令。用于显示当前所在位置。 2、掌握集成电路设计流程。模拟集成电路设计的一般过程： (1)电路设计。依据电路功能完成电路的设计。（２)前仿真。电路功能的仿真，包括功耗,电流，电压，温度,压摆幅,输入输出特性等参数的仿真。（3)版图设计(Ｌａｙｏut)。依据所设计的电路画版图。一般使用Cadencｅ软件。（4)后仿真。对所画的版图进行仿真,并与前仿真比较，若达不到要求需修改或重新设计版图。（5）后续处理。将版图文件生成GDＳIＩ文件交予Fｏundry流片。 3、掌握Caｄence软件的使用（1）使用Ｃadence SchemａｔicＥdiｔoｒ绘制原理图。（2）由Schematｉc产生symboｌ。（3）在测试电路中使用AnａloｇEnｖirｏnｍent工具进行功能测试。（4）使用Cａｄence Ｌａyout Editoｒ根据原理图绘制相应版图,以

0.6umCＭOS设计规则为准。（5）对所设计的版图进行DRC验证，查错并修改。以PMOS为例，部分设计规则如下:(uｍ) Ｎ-Wｅｌl包含P+Actｉｖe的宽度:１.8 MOＳ管沟道最小宽度:０．７5最小长度：0.6 Ａctivｅ区伸出栅极Pｌoｙ的最小延伸长度:0．5 Conｔaｃｔ最小尺寸：0．6＊０.６ Coｎｔact与Contａｃｔ之间的最小间距:０.7 Ａctｉve包最小尺寸Cｏntact的最小宽度：0.4 非最小尺寸Cｏntac ｔ的最小宽度：0．6 Actｉve上的Contａｃｔ距栅极Poly1的最小距离:0.6 Metal1包最小尺寸的Contact:０.3 Mｅｔal１与Metａl１之间的最小间距:0.8

集成电路版图设计报告

集成电路CAD 课程设计报告一．设计目的： 1.通过本次实验，熟悉软件的特点并掌握使用软件的流程和设计方法； 2.了解集成电路工艺的制作流程、简单集成器件的工艺步骤、集成器件区域的层次关系，与此同时进一步了解集成电路版图设计的λ准则以及各个图层的含义和设计规则； 3.掌握数字电路的基本单元CMOS 的版图，并利用CMOS 的版图设计简单的门电路，然后对其进行基本的DRC 检查； 4. 掌握C)B (A F +?=的掩模板设计与绘制。二．设计原理： 1、版图设计的目标：版图（layout ）是集成电路从设计走向制造的桥梁，它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。版图设计是创建工程制图（网表）的精确的物理描述过程，即定义各工艺层图形的形状、尺寸以及不同工艺层的相对位置的过程。其设计目标有以下三方面： ① 满足电路功能、性能指标、质量要求； ② 尽可能节省面积，以提高集成度，降低成本； ③ 尽可能缩短连线，以减少复杂度，缩短延时，改善可能性。 2、版图设计的内容： ①布局：安排各个晶体管、基本单元、复杂单元在芯片上的位置。 ②布线：设计走线，实现管间、门间、单元间的互连。

③尺寸确定：确定晶体管尺寸（W、L）、互连尺寸（连线宽度）以及晶体管与互连之间的相对尺寸等。 ④版图编辑（Layout Editor ）:规定各个工艺层上图形的形状、尺寸和位置。 ⑤布局布线（Place and route ）：给出版图的整体规划和各图形间的连接。 ⑥版图检查（Layout Check ）：设计规则检验（DRC,Design Rule Check）、电气规则检查（ERC,Electrical Rule Check）、版图与电路图一致性检验（LVS,Layout Versus Schematic ）。三．设计规则（Design Rul e ）：设计规则是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，可以极大地避免由于短路、断路造成的电路失效和容差以及寄生效应引起的性能劣化。设计规则主要包括几何规则、电学规则以及走线规则。其中几何设计规则通常有两类： ①微米准则：用微米表示版图规则中诸如最小特征尺寸和最小允许间隔的绝对尺寸。 ②λ准则：用单一参数λ表示版图规则，所有的几何尺寸都与λ成线性比例。设计规则分类如下： 1.拓扑设计规则（绝对值）：最小宽度、最小间距、最短露头、离周边最短距离。 2.λ设计规则（相对值）：最小宽度w=mλ、最小间距s=nλ、最短露头t=lλ、离周边最短距离d=hλ（λ由IC制造厂提供，与具体的工艺类型有关，m、n、l、h为比例因子，与图形类形有关）。 ①宽度规则（width rule）：宽度指封闭几何图形的内边之间的距离。 ②间距规则（Separation rule）：间距指各几何图形外边界之间的距离。

集成电路基础工艺和版图设计测试试卷

集成电路基础工艺和版图设计测试试卷（考试时间：60分钟，总分100分）第一部分、填空题（共30分。每空2分） 1、NMOS是利用电子来传输电信号的金属半导体；PMOS是利用空穴来传输电信号的金属半导体。 2、集成电路即“IC”，俗称芯片，按功能不同可分为数字集成电路和模拟集成电路，按导电类型不同可分为双极型集成电路和单极型集成电路，前者频率特性好，但功耗较大，而且制作工艺复杂，不利于大规模集成；后者工作速度低，但是输入阻抗高、功耗小、制作工艺简单、易于大规模集成。 3、金属(metal)—氧化物(oxid)—半导体(semiconductor)场效应晶体管即MOS管，是一个四端有源器件，其四端分别是栅极、源极、漏极、背栅。 4、集成电路设计分为全定制设计方法和半定制设计方法，其中全定制设计方法又分为基于门阵列和标准单元的设计方法，芯片利用率最低的是基于门阵列的设计方法。第二部分、不定项选择题（共45分。每题3分，多选，错选不得分，少选得1分） 1、在CMOS集成电路中，以下属于常用电容类型的有（ABCD） A、MOS电容 B、双层多晶硅电容 C、金属多晶硅电容 D、金属—金属电容 2、在CMOS集成电路中，以下属于常用电阻类型的有（ABCD） A、源漏扩散电阻 B、阱扩散电阻 C、沟道电阻 D、多晶硅电阻 3、以下属于无源器件的是（CD ） A、MOS晶体管 B、BJT晶体管 C、POL Y电阻 D、MIM电容 4、与芯片成本相关的是（ABC） A、晶圆上功能完好的芯片数 B、晶圆成本 C、芯片的成品率 D、以上都不是 5、通孔的作用是（AB ） A、连接相邻的不同金属层 B、使跳线成为可能 C、连接第一层金属和有源区 D、连接第一层金属和衬底 6、IC版图的可靠性设计主要体现在（ABC）等方面，避免器件出现毁灭性失效而影响良率。 A、天线效应 B、闩锁（Latch up） C、ESD(静电泄放)保护 D、工艺角（process corner）分析 7、减小晶体管尺寸可以有效提高数字集成电路的性能，其原因是（AB） A、寄生电容减小，增加开关速度 B、门延时和功耗乘积减小 C、高阶物理效应减少 D、门翻转电流减小 8、一般在版图设计中可能要对电源线等非常宽的金属线进行宽金属开槽，主要是抑制热效应对芯片的损害。下面哪些做法符合宽金属开槽的基本规则？（ABCD） A、开槽的拐角处呈45度角，减轻大电流密度导致的压力 B、把很宽的金属线分成几个宽度小于规则最小宽度的金属线 C、开槽的放置应该总是与电流的方向一致 D、在拐角、T型结构和电源PAD区域开槽之前要分析电流流向 9、以下版图的图层中与工艺制造中出现的外延层可能直接相接触的是（AB）。 A、AA（active area） B、NW（N-Well） C、POLY D、METAL1

集成电路版图设计

《集成电路版图设计》学院：_____________ 专业班级：_____________ 学号：_____________ 学生姓名：_____________ 指导教师：_____________

摘要什么是集成电路？把组成电路的元件、器件以及相互间的连线放在单个芯片上，整个电路就在这个芯片上，把这个芯片放到管壳中进行封装，电路与外部的连接靠引脚完成。什么是集成电路设计？根据电路功能和性能的要求，在正确选择系统配置、电路形式、器件结构、工艺方案和设计规则的情况下，尽量减小芯片面积，降低设计成本，缩短设计周期，以保证全局优化，设计出满足要求的集成电路。《集成电路版图设计》基于Cadence软件的集成电路版图设计原理、编辑和验证的方法。本次实验是基于Cadence版图设计软件平台，采用L50C7工艺库，设计一个运算放大器，并且，为了防止电路中各元件间产生闩锁效应，在实际生产流片中每个元件都应该添加保护环，以防止各元件间电流之间产生各种影响。并且增加电路的稳定性和可靠性。电路的验证采用的是Calibre验证工具，对电路版图进行了DRC验证和LVS验证。关键词：Calibre，运算放大器

目录一、电路设计流程 (1) 二、版图的制作流程 (2) 三、二级运算放大器的原理图 (3) 四、器件尺寸的计算 (4) 五、二级运算放大器原理图 (5) 六、二级运算放大器版图 (9) 心得体会 (11) 参考文献 (12)

一、电路设计流程

二、版图的制作流程由于设计目标已经电路的构造课本已经讲述的十分详细。所以我讲接着阐述版图的制作过程。首先将电路图转为相应的版图，意思就是把相对应的器件进行布局布线。因制造工艺精度有限，所以版图必须满足一定的规则要求。按照设计规则布局布线后，接着就要对它进行检查。由于版图是人工布局布线，因此或多或少的存在一些错误。这时就需要软件来进行“设计规则检查”（DRC ）。软件所依据的是DRC 文件，它与画版图时使用的规则是一致的，只不过规则文件是给版图设计者参考使用的，而DRC 文件是由软件编写的。当版图没有了DRC 错误，完全符合设计规则之后，再依靠LVS 文件，将其与电路原理图进行比较。若有不同之处，LVS 将进行报错，经过修改之后还要重复DRC 、LVS 过程。若两者相同，说版图与原理图一致。到这一步就完成了版图的制作了。完成版图之后，还可以利用工具提取版图中的寄生参数，对包含这些寄生参数的电路再次进行仿真，从而更准确确定电路的性能。最后把图形格式的版图文件转换为通用二进制文件（GDS 文件），提交给生产厂制造。

实验二——反相器版图绘制

实验二、版图基础一、实验内容 1、熟悉cadence定制设计软件平台的基本界面与使用、设计文件组织方式。 2、了解工艺文件、版图设计等的大致概念，熟悉cadence软件版图设计相关的功能。 3、绘制反相器版图二、 Cadence定制软件平台的基本界面与使用 1、进入cadence软件按照实验一中的说明依次启动VMWARE、Linux AS4虚拟机、然后打开一个终端窗口。在终端中输入以下命令： icfb↙ 出现的主窗口如图1-1-1所示：图2-2-1Candence主窗口注意以下几个事项：（1）输入icfb↙后，终端窗口的前台由于在运行该c a d e n c e软件，不再接受新的命令。如果要在终端窗口中运行其他命令，可以重新打开一个终端，或者使用命令b g将c a d e n c e 软件转入后台运行，这时原来的终端窗口就可以重新接受命令了。 ctrl+z(同时按ctrl键和字母z键) bg ls 可以看到ls命令可以执行了。或者可以在启动icfb软件时用icfb&↙代替icfb&↙，则可以在启动时自动进入后台状态。可以尝试打开和关闭icfb几次，实验bg，&等的效果（2）主窗口分为信息窗口CIW、命令行以及主菜单。信息窗口会给出一些系统信息（如出错信息，程序运行情况等）。在命令行中可以输入某些命令。 2、设计文件组织结构与主窗口菜单 (1)设计文件组织结构

集成电路版图设计报讲解

集成电路版图设计实验报告班级：微电1302班学号：1306090203 姓名：李粒完成日期：2015年1月7日

一、实验目的使用EDA工具cadence schematic editor,并进行电路设计与分析，为将来进行课程设计、毕业设计做准备，也为以后从事集成电路设计行业打下基础。二、实验内容学习使用EDA工具cadence schematic editor，并进行CMOS反相器、与非门电路的设计与分析，切对反相器和与非门进行版图设计并进行DRC验证。三、实验步骤（一）、cadence schematic editor的使用 1、在terminal窗口→cd work//work指自己工作的目录 →icfb& 2、出现CIW窗口，点击在CIW视窗上面的工具列Tools→Library Manager 3、建立新的Library ①点击LM视窗上面的工具列File→New→Library ②产生New Library窗口（在name栏填上Library名称，点击OK） ③建立以0.6um.tf为technology file的new library“hwl” 4、建立Cell view 点击LW视窗的File→New→Cell view,按Ok之后，即可建立schematic View点击schematic视窗上面的指令集Add→Instance,出现Add Instance窗，再点击Add Instance视窗Browser，选择analoglib中常用元件 ①选完所选元件后，利用narrow wire将线路连接起来。 ②加pin.给pin name且要指示input output inout，若有做layout层的话，要表示相同。 ③点击nmos→q,标明model name，width，length同理for pmos. ④最后Design→check and save .若有error则schematic View有闪动。此时可用check→find maker 来看error的原因。（二）、由schematic产生symbol（以反相器为例） 1、打开schematic View 2、点击schematic视窗上面指令集的Design→create cellview→from cellview。（填上库名、单元名、以及PIN名） 3、点击@https://www.360docs.net/doc/3913886273.html,，按q 键出现属性窗口，把@https://www.360docs.net/doc/3913886273.html,根据电路的特性改成相应的名字

集成电路版图设计

北京工业大学集成电路版图设计设计报告姓名：于书伟学号：15027321 2018年5 月

目录目录 (1) 1绪论 (2) 1.1集成电路的发展现状 (2) 1.2集成电路设计流程及数字集成电路设计流程 (3) 1.2.1CAD发展现状 (3) 2电路设计 (5) 2.1运算放大器电路 (5) 2.1.1工作原理 (5) 2.1.2电路设计 (5) 2.2D触发器电路 (12) 2.2.1反相器 (12) 2.2.2传输门 (13) 2.2.3或非门 (13) 2.2.4D触发器 (14) 3版图设计 (15) 3.1运算放大器 (15) 3.1.1运算放大器版图设计 (15) 3.2D触发器 (18) 3.2.1反相器 (18) 3.2.2传输门 (20) 3.2.3或非门 (21) 3.2.4D触发器 (23) 4总结与体会 (27) 参考文献 (28)

1 绪论 1.1 集成电路的发展现状在全球半导体市场快速增长的带动下，我国半导体产业快速发展。到2018 年，我国半导体产业销售额将超过8000 亿元。近年来，我国半导体市场需求持续攀升，占全球市场需求的比例已由2003 年的18.5%提升到2014 年的56.6%，成为全球最大的半导体市场。 2009-2018 年我国半导体产业销售情况变化图与旺盛的市场需求形成鲜明对比，我国集成电路产业整体竞争力不强，在各类集成电路产品中，中国仅移动通信领域的海思、展讯能够比肩高通、联发科的国际水准。本土集成电路供需存在很大的缺口。 2010-2019 我国集成电路供需情况对比

1.2 集成电路设计流程及数字集成电路设计流程集成电路设计的流程一般先要进行软硬件划分，将设计基本分为两部分：芯片硬件设计和软件协同设计。芯片硬件设计包括：功能设计阶段，设计描述和行为级验证，逻辑综合，门级验证（Gate-Level Netlist Verification），布局和布线。模拟集成电路设计的一般过程：电路设计，依据电路功能完成电路的设计；.前仿真，电路功能的仿真，包括功耗，电流，电压，温度，压摆幅，输入输出特性等参数的仿真；版图设计（Layout），依据所设计的电路画版图；后仿真，对所画的版图进行仿真，并与前仿真比较，若达不到要求需修改或重新设计版图；后续处理，将版图文件生成GDSII文件交予Foundry流片。数字集成电路设计流程 1.设计输入电路图或硬件描述语言 2.逻辑综合处理硬件描述语言，产生电路网表 3.系统划分将电路分成大小合适的块 4.功能仿真 5.布图规划芯片上安排各宏模块的位置 6.布局安排宏模块中标准单元的位置 7.布线宏模块与单元之间的连接 8.寄生参数提取提取连线的电阻、电容 9.版图后仿真 1.2.1CAD发展现状 CAD/CAM技术20世纪50年代起源于美国,经过近50年的发展,其技术和水平已经到达了相当成熟的阶段。日本、法国、德国也相继在机械制造、航空航天、汽车工业、建筑化工等行业中广泛使用CAD/CAM技术。CAD/CAM技术在发达国家已经成为国民经济的重要支柱。我国CAD/CAM技术的应用起步于20世纪60年代末,经过40多年的研究、开发与推广应用,CAD/CAM技术已经广泛应用于国内各行各业。综合来看,CAD/CAM技术的在国内的应用主要有以下几个特点: (1)起步晚、市场份额小我国 CAD/CAM技术应用从20世纪80年代开始,“七五”期间国家支持对24个重点机械产品进行了 CAD/CAM的开发研制工作,为我国 CAD/CAM技术的发展奠定了一定的基础。国家科委颁布实施的863计划也大大促进了 CAD/CAM技术的研究和发展。“九五”期间国家科委又颁发了《1995～2000年我国 CAD/CAM应用工程发展纲要》,将推广和应用 CAD/CAM技术作为改造传统企业的重要战略措施。有些小企业由于经济实力不足、技术人才缺乏,CAD/CAM技术还不能够完全应用到生产实践中。国内研发的CAD/CAM软件在包装和功能上与发达国家还存在差距,市场份额小。 (2)应用范围窄、层次浅CAD/CAM技术在企业中的应用在CAD方面主要包括二维绘图、三维造型、装配造型、有限元分析和优化设计等。其中CAD二维绘图

集成电路版图设计报告

北京工业大学集成电路板图设计报告姓名：张靖维学号：12023224 2015年6 月1日

目录目录 (1) 1 绪论 (2) 1.1 介绍 (2) 1.1.1 集成电路的发展现状 (2) 1.1.2 集成电路设计流程及数字集成电路设计流程 (2) 1.1.3 CAD发展现状 (3) 2 电路设计 (4) 2.1 运算放大器电路 (4) 2.1.1 工作原理 (4) 2.1.2 电路设计 (4) 2.2 D触发器电路 (12) 2.2.1 反相器 (12) 2.2.2 传输门 (12) 2.2.3 与非门 (13) 2.2.4 D触发器 (14) 3 版图设计 (15) 3.1 运算放大器 (15) 3.1.1 运算放大器版图设计 (15) 3.2 D触发器 (16) 3.2.1 反相器 (16) 3.2.2 传输门 (17) 3.2.3 与非门 (17) 3.2.4 D触发器 (18) 4 总结与体会 (19)

1 绪论随着晶体管的出现，集成电路随之产生，并极大地降低了电路的尺寸和成本。而由于追求集成度的提高，渐渐设计者不得不利用CAD工具设计集成电路的版图，这样大大提高了工作效率。在此单元中，我将介绍集成电路及CAD发展现状，本次课设所用EDA工具的简介以及集成电路设计流程等相关内容。 1.1 介绍 1.1.1集成电路的发展现状 2014年，在国家一系列政策密集出台的环境下，在国内市场强劲需求的推动下，我国集成电路产业整体保持平稳较快增长，开始迎来发展的加速期。随着产业投入加大、技术突破与规模积累，在可以预见的未来，集成电路产业将成为支撑自主可控信息产业的核心力量，成为推动两化深度融合的重要基础。、 1.1.2集成电路设计流程及数字集成电路设计流程集成电路设计的流程一般先要进行软硬件划分，将设计基本分为两部分：芯片硬件设计和软件协同设计。芯片硬件设计包括：功能设计阶段，设计描述和行为级验证，逻辑综合，门级验证（Gate-Level Netlist Verification），布局和布线。模拟集成电路设计的一般过程：电路设计，依据电路功能完成电路的设计；.前仿真，电路功能的仿真，包括功耗，电流，电压，温度，压摆幅，输入输出特性等参数的仿真；版图设计（Layout），依据所设计的电路画版图；后仿真，对所画的版图进行仿真，并与前仿真比较，若达不到要求需修改或重新设计版图；后

CMOS反相器版图设计

成绩评定表学生姓名班级学号7 专业课程设计题目CMOS反相器评语组长签字：成绩日期20 年月日

课程设计任务书学院信息科学与工程学院专业学生姓名班级学号课程设计题目CMOS反相器实践教学要求与任务: 1.用tanner软件中的S-Edit编辑CMOS反相器。 2.用tanner软件中的TSpice对CMOS反相器电路进行仿真并观察波形。 3.用tanner软件中的L-Edit绘制CMOS反相器版图，并进行DRC验证。 4.用tanner软件中的TSpice对版图电路进行仿真并观察波形。 5.用tanner软件中的layout-Edit对电路网表进行LVS检验观察原理图与版图的匹配程度。工作计划与进度安排: 第一周周一：教师布置课设任务，学生收集资料，做方案设计。周二：熟悉软件操作方法。周三~四：画电路图周五：电路仿真。第二周周一~二：画版图。周三：版图仿真。周四：验证。周五：写报告书，验收。指导教师： 201 年月日专业负责人： 201 年月日学院教学副院长： 201 年月日

目录目录............................................................................................................................ III 1.绪论 (1) 1.1设计背景 (1) 1.2设计目标 (1) 2.CMOS反相器 (2) 2.1CMOS反相器电路结构 (2) 2.2CMOS反相器电路仿真 (3) 2.3CMOS反相器的版图绘制 (4) 2.4CMOS反相器的版图电路仿真 (4) 2.5LVS检查匹配 (5) 总结 (7) 参考文献 (8) 附录一：原理图网表 (9) 附录二：版图网表 (10)