在完成反相器的電路原理圖設(shè)計后,我們需要進行Layout(版圖)設(shè)計,這是集成電路物理實現(xiàn)的關(guān)鍵步驟。
Layout設(shè)計準(zhǔn)備工作:
- 確保電路原理圖已經(jīng)通過DRC檢查
- 確定工藝文件(PDK)已正確加載
- 熟悉工藝設(shè)計規(guī)則
- 了解器件尺寸和連接關(guān)系
a) 創(chuàng)建Layout視圖
在Library Manager中,為反相器cell創(chuàng)建Layout視圖,進入Virtuoso Layout Editor界面。
b) NMOS和PMOS器件放置
- 使用Create->Instance放置NMOS和PMOS晶體管
- 注意PMOS需要放置在N阱中
- 根據(jù)原理圖尺寸設(shè)置晶體管的W/L參數(shù)
- 確保器件間距滿足設(shè)計規(guī)則
c) 金屬連線
- 使用Metal1層連接源極和漏極
- 輸入信號連接到兩個柵極
- 輸出信號從漏極連接點引出
- 電源VDD使用Metal1連接到PMOS源極
- 地線VSS使用Metal1連接到NMOS源極
d) 接觸孔和通孔
- 在需要連接的不同層之間添加接觸孔(Contact)
- 多晶硅與金屬1之間需要添加相應(yīng)的接觸孔
完成Layout繪制后,必須進行DRC(設(shè)計規(guī)則檢查):
`
Verify->DRC
選擇相應(yīng)的工藝規(guī)則文件
運行檢查并修正所有違規(guī)
重點關(guān)注:
- 最小間距
- 最小寬度
- 包圍規(guī)則
- 天線效應(yīng)`
LVS(版圖與原理圖對比)確保Layout與原理圖一致:
Verify->LVS
設(shè)置原理圖和版圖源
運行對比
檢查器件匹配、網(wǎng)絡(luò)匹配
修正不匹配項直到完全通過
在通過DRC和LVS后,進行寄生參數(shù)提取:
Verify->Extract
生成帶有寄生參數(shù)的網(wǎng)表
提取電阻、電容等寄生元件
a) 創(chuàng)建后仿真配置
- 在ADE L界面創(chuàng)建新的仿真配置
- 選擇提取的寄生參數(shù)網(wǎng)表
- 設(shè)置與原理圖仿真相同的激勵和參數(shù)
b) 后仿真分析`
瞬態(tài)分析:觀察輸入輸出波形
直流分析:檢查電壓傳輸特性
交流分析:分析頻率響應(yīng)
Monte Carlo分析:考慮工藝偏差`
關(guān)鍵性能指標(biāo)對比:
- 傳輸延遲時間
- 上升/下降時間
- 功耗
- 噪聲容限
- 驅(qū)動能力
常見差異分析:
- 寄生電容導(dǎo)致的延遲增加
- 寄生電阻引起的電壓降
- 耦合效應(yīng)帶來的信號完整性問題
根據(jù)后仿真結(jié)果進行Layout優(yōu)化:
通過反相器的Layout設(shè)計和后仿真,我們建立了完整的集成電路設(shè)計流程,為更復(fù)雜電路的設(shè)計打下了堅實基礎(chǔ)。在實際項目中,這個過程需要反復(fù)迭代,直到所有性能指標(biāo)都滿足設(shè)計要求。
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更新時間:2026-01-11 02:12:52
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