版图四要素:器件布局->连线连接->衬底连接->ESD PADS I/O等
器件布局
1、 在绘制完原理图后,点击Launch->Layout XL/GXL,在弹出的对话框点击OK。则会弹出版图绘制界面。根据使用的工艺库的layout design rule,按e在显示选项中设置网格大小,在弹出的对话框中修改X/Y Snap Spaceing为相应值(默认单位为um)。
2、 点击Connectivity->Generate->All From Source(界面左下角也有相应按键),在弹出的对话框中取消勾选PR Boundary(,在I/O Pins界面,选中所有管脚,设置为METAL1:pin层,随后点击Apply。勾选Create Label As给pin加上label,点击Options,一般设置Layer Name为Same As Pin,设置Layer Purpose为Same As Pin(不同工艺库的purpose可能不同),点击OK。此时版图绘制界面会自动生成元件对应版图。
3、 版图元件布局。根据原理图分析考虑失配完成初步布局。需要匹配的器件应在物理版图上尽可能的靠近,且方向的摆放也应保持一致,核心模块可以采用共质心布局以克服工艺相关的梯度影响(要付出布线复杂的代价)。也可以采用一维交叉耦合(ABBA/ABAB)的方式避免线性梯度效应(ABBA要在两侧加Dummy)。(分析见模拟IC设计中的失配(一):改善失配的通用设计原则 (qq.com))
4、 为提高匹配性要加入Dummy管。Dummy管的尺寸根据原管的尺寸判断,为了节省面积,当原管面积较大时,Dummy管可设置为较短且能实现其功能的尺寸,原管面积不大时,Dummy管可采用原管尺寸。在原理图中添加Dummy管,设置尺寸,并将四端都连到VDD/GND。(另外的考虑:版图整体需要布局在矩形区域内)建议将原理图中的Dummy管修改命名。点击Connectivity->Generate-> Selected From Source生成Dummy管的版图,并调整Dummy管的摆放位置。通过对齐、组合等操作优化布局。
关于GuardRing的放置方式:
第一种方式是对同类型器件(在布局时设置的同一组合)添加一个GuardRing,可以减小噪声、抑制闩锁效应,也便于MOS衬底的连接。例如NMOS接P-sub所以就添加P型GuardRing。按键Shift+g弹出GuardRing设置界面,一般选择Rectangular方式(以矩形方式创建GuardRing,Rectlinear方式则会根据保护对象的边缘平行创建GuardRing)。
第二种方式是在连线完成后给整体加上GuardRing。
连线连接
1、 将MOS的栅极通过栅极到金属的通孔引出(考虑到poly的高阻抗,不用poly直接连接栅极,以免影响电路性能)(通孔数量要适于长度)。考虑到需要对单个MOS进行部分操作,同时考虑到后续多个MOS组合的逻辑仍需使用,可以点击界面左上角Transparent Group按键设置暂时透明组合,设置通孔定义为M1_Poly(poly到金属1层),放置后通过对齐操作对齐栅与通孔。这里先打通孔再整体选中设置GuardRing是考虑到通孔金属与GuardRing的距离(影响后续DRC)。
2、 在栅、漏、源放置通孔(金属层-金属层,数量适于区域长度,且一定要≥两个)。
3、 由于这里采用对同一组合器件添加GuardRing,可以将GuardRing内元件衬底连到GuardRing上。向外走线需要高层金属的连接,推荐规定偶数层金属尽量走横,奇数层金属尽量走竖,以减小短路风险。根据网络走线(线宽与走线长度、电流有关,对于较大电流或较长走线相应要增大线宽以减小阻抗),需要连接的横竖线交叉处应打通孔(红点中心对准)。
4、 将与pin相关的连线拉出GuardRing,点击Create->Pin勾选Create Label显示pin标签,并将pin设置到连线对应金属层,放置到对应连线上。
5、 由于这里采用对同一组合器件添加GuardRing,故Dummy管的连接和GuardRing内的衬底连接一致,可同时完成。
衬底连接
1、 完成GuardRing间的衬底连接。
2、点击Connectivity->Incomplete Nets->Show/Hide,检查未连接的网络,完成初步绘制。
版图仿真
1、点击Calibre->Run nmDRC,在Calibre Interactive界面Rules中加载工艺库DRC文件夹内.drc文件,并设置DRC Run Directory(建议单独设置一个),点击Run DRC(可以点击左上角File将配置保存为Runset文件)。点击Filter Show Unsolved显示报错,可以将错误信息复制到design rule文件中搜索。点击错误标号,可以在版图中高亮。
2、点击Calibre->Run nmLVS,在Calibre Interactive界面Rules中加载工艺库LVS文件夹内.lvs文件,在Inputs->Netlist中勾选Export from schematic viewer(用于自动从原理图导出网表)。在Setup中设置Power nets和Ground nets,点击Run LVS。