Ledit及器件版圖設(shè)計

1、L-edit及器件版圖設(shè)計及器件版圖設(shè)計 方偉方偉 電子科技大學(xué)目錄目錄l版圖的介紹lL-edit的介紹l應(yīng)用舉例什么是電路版圖和器件版圖什么是電路版圖和器件版圖l集成電路就是把組成電路的元件、器件以及相互間的連線放在單個芯片上，整個電路就在這個芯片上，把這個芯片放到管殼中進行封裝，電路與外部的連接靠引腳完成。l分立器件 單個芯片上只會集成某一種功率應(yīng)用范圍的器件，把這個芯片放到管殼中進行封裝，與外部的連接靠引腳完成。什么是電路版圖和器件版圖什么是電路版圖和器件版圖l版圖根據(jù)邏輯與電路或者器件功能和性能要求以及工藝水平要求來設(shè)計光刻用的掩膜版圖，實現(xiàn)IC或器件設(shè)計的最終輸出。版圖是一組相互套合

2、的圖形，各層版圖相應(yīng)于不同的工藝步驟，每一層版圖用不同的圖案來表示。版圖與所采用的制備工藝緊密相關(guān)。l平面工藝 all processing steps act on a very thin surface layer of the wafer.所有的IC在一個晶片上同時被制造出來，大大降低了制造成本。舉例舉例舉例舉例舉例舉例舉例舉例舉例舉例舉例舉例認識版圖認識版圖認識版圖認識版圖Y認識版圖認識版圖 從平面工藝到立體結(jié)構(gòu)，需要多層掩模板，所以版圖是由許多分立的版圖疊加而成，每一層都對應(yīng)工藝過程中某一次或幾次掩模?？傮w映象才會成為花花綠綠的結(jié)構(gòu)。舉例：舉例：CMOS結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖 舉例：舉

3、例：CMOS結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖 舉例：舉例：CMOS結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖 舉例：舉例：CMOS結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖 舉例：舉例：CMOS結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖 N阱：做N型材料注入的封閉圖形。窗口注入形成P管的襯底。舉例：舉例：CMOS結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖 有源區(qū)：做晶體管的D,G,S,B區(qū)域。舉例：舉例：CMOS結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖 多晶硅：硅柵和多晶的連線。元胞間一般都有共同的多晶連線。舉例：舉例：CMOS結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖 有源區(qū)的注入：N+區(qū)的注入，漏源連接區(qū)或襯底的注入。舉例：舉例：CMOS結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖 有源區(qū)的注入：P+區(qū)的注入，襯底連接區(qū)及漏源的注入。舉例：舉例：CMO

4、S結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖 接觸孔：有源區(qū)和外部的接觸端子。舉例：舉例：CMOS結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖 金屬：以鋁為材料的金屬連線。舉例：舉例：CMOS結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖 舉例：三極管結(jié)構(gòu)示意圖舉例：三極管結(jié)構(gòu)示意圖 PNP晶體管：各個電極接觸孔接不同電位應(yīng)用。舉例：二極管結(jié)構(gòu)示意圖舉例：二極管結(jié)構(gòu)示意圖 PN二極管：同三極管類似，存在寄生效應(yīng)。版圖設(shè)計規(guī)則版圖設(shè)計規(guī)則 版圖在工藝中的問題:制版的分辨率問題多層版的套準問題表面不平整問題工藝中的刻蝕和擴散問題梯度引起的效應(yīng)版圖設(shè)計規(guī)則版圖設(shè)計規(guī)則 規(guī)則：廠商給定的使其能順利完成工藝步驟的版圖規(guī)定版圖設(shè)計規(guī)則版圖設(shè)計規(guī)則 a:阱的最小寬度b:不同電位

5、的阱間距c:相同電位的阱間距d:阱對有源區(qū)的最小覆蓋e:阱外有源區(qū)和阱的間距版圖設(shè)計規(guī)則版圖設(shè)計規(guī)則 a:有源區(qū)的最小寬度b:溝道最小寬度c:有源區(qū)間距版圖設(shè)計規(guī)則版圖設(shè)計規(guī)則 a:接觸的最小寬度b:接觸孔間距c:有源區(qū)和孔間距d:多晶和孔間距L-EDIT的應(yīng)用的應(yīng)用 L-edit用文件（file），單元（cell）等來描繪版圖設(shè)計，一個文件由一個或多個單元組成。對圖層數(shù)，單元數(shù)以及等級數(shù)都沒有限制，包括了基本所有度數(shù)和任意多邊形的繪圖。如以千分之一微米為最小單位來繪圖的話最大可繪制一平方米的版圖。L-edit簡單實用，在國內(nèi)具有較高的知名度。L-EDIT的應(yīng)用的應(yīng)用 L-EDIT的應(yīng)用的應(yīng)用

6、 L-edit14.0基本的操作界面L-EDIT的應(yīng)用的應(yīng)用 L-EDIT的應(yīng)用的應(yīng)用 L-edit常用快捷鍵L-EDIT的應(yīng)用的應(yīng)用 L-edit的圖層L-edit的圖層數(shù)是沒有限制的，每一個圖層都用一個設(shè)定顏色的小方塊表示，小方塊中也可以設(shè)置花紋。目前器件版圖上的設(shè)計都有習(xí)慣的顏色和花紋來表示特定的版圖圖層L-EDIT的應(yīng)用的應(yīng)用 L-edit的圖層當把鼠標箭頭放在某個圖層上時就會顯示該層的名稱，點擊左鍵就會選中該圖層，任何時候只能選中一個圖層。在選中的情況下繪圖只會反應(yīng)在該圖層上L-EDIT的應(yīng)用的應(yīng)用 L-edit的圖層單擊某一個圖層的鼠標右鍵時就會顯示圖層選項，圖層右側(cè)的三個圖標分別

7、表示鎖定圖層，顯示圖層和保護圖層L-EDIT的應(yīng)用的應(yīng)用 L-edit的設(shè)置雙擊圖層左側(cè)區(qū)域或者選中基本工具欄中setup-application就會彈出版圖應(yīng)用設(shè)置菜單，其中包括快捷鍵設(shè)置和版圖的一些限定L-EDIT的應(yīng)用的應(yīng)用 首先設(shè)定user為軟件文件路徑然后進行設(shè)置.Pastetocursor:粘貼到鼠標指針。即粘貼時圖形將會跟隨鼠標移動，直到鼠標落鍵圖形才會消失L-EDIT的應(yīng)用的應(yīng)用 Autopanning:窗口自動平移。即當鼠標碰到版圖窗口邊緣時會自動平移窗口跟隨鼠標。Activepushrubberbanding:活動推拉。選中后繪圖時不必一直按住鼠標來繪制多邊形，只用單擊起點

8、和結(jié)束點即可完成L-EDIT的應(yīng)用的應(yīng)用 Showeditvector:顯示編輯矢量。Instancestretch:可伸縮設(shè)置。選中可進行緩存例體化拉伸等編輯L-EDIT的應(yīng)用的應(yīng)用 Toolbars工具條Uselargebutton:選中后編輯鍵圖標將變大。Layericon：規(guī)定圖層的顯示像素。Drawing：選中all后可以編輯所有角度圖形，其它選項為45度和90度。L-EDIT的應(yīng)用的應(yīng)用 keyboard快捷鍵設(shè)置：將常用的功能設(shè)置出快捷鍵。Category:選擇設(shè)置快捷鍵的類型，file中是涉及文件的快捷鍵，edit是涉及編輯的快捷鍵等。右框鍵入快捷鍵后assign即完成。L-E

9、DIT的應(yīng)用的應(yīng)用 Mouse工具條：對鼠標的顯示進行設(shè)置。Warning工具條：對圖形編輯中的特殊情況進行記錄。UPI工具條：對文件的特殊情況進行編輯。L-EDIT的應(yīng)用的應(yīng)用 Rendering工具條Hideinstanceinsidesiflessthan:設(shè)置水平和垂直的顯示界限，小于該像素只只顯示大概輪廓。Cacheinstancesmallerthan:緩存例體化的最小尺寸L-EDIT的應(yīng)用的應(yīng)用 Hideobjectssmallerthan:規(guī)定可繪制圖形的最小尺寸。Redraw:重繪工具條?？蛇x全部重繪或部分重繪。Fillobjectswhenediting/drawing:選

10、中后，繪圖或編輯時將用顏色填充對象，否則用線條顯示。L-EDIT的應(yīng)用的應(yīng)用 Showdesignwhilerendering:繪圖時顯示結(jié)構(gòu)。其它有用設(shè)置：selection-minimumzoom：可顯示的最小縮放框面積。L-EDIT的應(yīng)用的應(yīng)用 L-edit設(shè)計參數(shù)設(shè)置：是繪圖中最常用的設(shè)置。Technologyname：設(shè)置所用工藝名稱，不同單用如果工藝不同則無法兼容。Technologyunits：所用工藝的單位。L-EDIT的應(yīng)用的應(yīng)用 Grid工具條：Majordisplayedgrid：主柵格顯示的單位距離。Suppressmajorgridif：小于一定像素設(shè)置后主柵格就不會

11、再顯示。后兩選項是次柵格的相同設(shè)置L-EDIT的應(yīng)用的應(yīng)用 Mousegrid：鼠標柵格設(shè)置。其中又分為跳躍（snapping）和平滑（smooth）設(shè)置。選中跳躍鼠標就會在柵格間跳躍。Manufacturinggrid：加工柵格。與廠商關(guān)聯(lián)不常用，后為近似曲線體。L-EDIT的應(yīng)用的應(yīng)用 Selection工具欄：Selectionrange：選擇范圍。當鼠標與單元邊界不超過該數(shù)值時單擊左鍵仍可以選中該單位。Deselectionrange:去選擇范圍。即超過該數(shù)值選中被取消。一般設(shè)為無窮大。L-EDIT的應(yīng)用的應(yīng)用 Editrange：可操作范圍，在該范圍內(nèi)即可進行編輯，一般設(shè)為極小。Se

12、lectdrawobjects:創(chuàng)建后即會被選中。方便繪制后馬上進行編輯。L-EDIT的應(yīng)用的應(yīng)用 Drawing工具欄：Defaultporttextsize：設(shè)定文字的尺寸。Nudgeamount:設(shè)定位移量Defaultrulersetting：默認標尺設(shè)置L-EDIT的應(yīng)用的應(yīng)用 display：選擇是否將數(shù)字放在標尺上。end:設(shè)定位移標尺結(jié)束時的形狀。Showtickmarks：選擇主刻度線和次刻度線的標尺數(shù)。Currentlayer：將標記放在當前圖層上。L-EDIT的應(yīng)用的應(yīng)用 Xreffiles工具欄：交叉文件和庫文件的相關(guān)設(shè)定。Objectsnap：snap相關(guān)的設(shè)定。In

13、teractiveDRC：設(shè)計規(guī)則檢查。Nodehighlighting:加亮設(shè)置。L-EDIT的應(yīng)用的應(yīng)用 Setuplayers：圖層設(shè)置包含多種功能，是圖層文件建立和編輯的基礎(chǔ)。含有圖層的建立，圖層的刪除，圖層的復(fù)制和圖層的重命名。L-EDIT的應(yīng)用的應(yīng)用 Electricalproperties:電學(xué)特性的設(shè)定。比如單位面積電容的設(shè)定。一般不設(shè)定。GDSnumber：設(shè)置圖層數(shù)等。Defaultwiresetting：設(shè)置線寬和連接點形狀等特性。L-EDIT的應(yīng)用的應(yīng)用 derivation工具欄：推導(dǎo)產(chǎn)生圖層Draw和derived：選擇該圖層是由繪制產(chǎn)生還是由已有圖層邏輯運算產(chǎn)生。

14、L-EDIT的應(yīng)用的應(yīng)用 Rendering工具欄：設(shè)置產(chǎn)生圖層的顯示特性。包括object,portbox,wirecenterline的設(shè)置。一般只設(shè)置object。L-EDIT的應(yīng)用的應(yīng)用 Mode：繪圖模式。包括add（加），subtract（減），paint（涂色）。表示和其它圖層的邏輯關(guān)系。Pass表示第幾次繪制。Fill和outline：表示填充和輪廓線的顏色和花紋的設(shè)置。L-EDIT實例實例 國內(nèi)設(shè)計多為逆向，但也需要根據(jù)市場需求做適當改變，所以繪制版圖前首先必須完成符合項目需求的元胞及其工藝的仿真驗證，確定基本的元胞參數(shù)和工藝步驟，為繪制確定條件。其次，需要和生產(chǎn)廠商確定設(shè)計

15、規(guī)則和工藝限制條件，使版圖的繪制有據(jù)可依。下面以某種場效應(yīng)器件版圖為例說明L-EDIT實例實例 元胞的設(shè)計：元胞的形狀分為很多種，包括方形，六角形，八角形，條形，蛇形等等，每種都有自己的優(yōu)勢。一般將單位面積上實現(xiàn)的溝道寬度來作為一種衡量元胞設(shè)計的優(yōu)值。不過不同元胞設(shè)計的優(yōu)值差距很小，一般來講，側(cè)重可靠性的就采用優(yōu)值相對較小的設(shè)計（比如條形元胞），側(cè)重功率應(yīng)用的就采用利用率較大的元胞設(shè)計（比如六角和八角形）。L-EDIT實例實例 八角形元胞照片實例（Siliconpowerthyristor)L-EDIT實例實例 條形元胞實例（FairchildNPTIGBT)L-EDIT實例實例 方形元胞照片

16、實例InfineontrenchFS-IGBTL-EDIT實例實例 方形元胞照片實例Infineontrenchcellular-IGBTL-EDIT實例實例 功率的設(shè)計：任何一種器件的設(shè)計都是建立在一定功率應(yīng)用范圍內(nèi)的，比如2200V，15A的應(yīng)用范圍。因此，在已經(jīng)獲得基本的仿真數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上（比如單位元胞的電流）就可以確定版圖的面積。以條形元胞為例：celltermicelltermicellISSSWSIL-EDIT實例實例在確定了每一個cell的寬度的情況下就可以進行版圖繪制了L-EDIT實例實例如果版圖設(shè)計為上下對稱型，則可只繪制四分之一然后組合粘貼，無對稱則需繪制完全版圖。L-EDI

17、T實例實例首先進行單個元胞的繪制，它是基本的復(fù)制單元L-EDIT實例實例首先進行單個元胞多晶圖層的繪制（單個cell和多晶全貌）L-EDIT實例實例首先選中矩形，然后在繪圖區(qū)繪制一普通矩形L-EDIT實例實例然后快捷鍵s，對矩形的長寬，坐標，旋轉(zhuǎn)等進行編輯L-EDIT實例實例打標尺：當需要標記距離時，可在標尺欄中選中進行繪制。當標尺很長時，可先縮小再放大再落鍵，得長標尺。平移：可復(fù)制或剪切選中目標，在緩沖層上自由移動，直到到需要的位置落鍵為止。這樣就可以繪制一個確定位置的矩形。L-EDIT實例實例倒角：在掩模板的角落為了避免出現(xiàn)曲率效應(yīng)而采用的版圖角度平滑處理。L-EDIT實例實例首先繪制正方

18、形，然后選擇扇形快捷鍵和去除快捷鍵，二者結(jié)合即可在方形上形成倒角。L-EDIT實例實例N+源區(qū)的繪制。在非倒角區(qū)域均為規(guī)則矩形。L-EDIT實例實例需要注意的是設(shè)計規(guī)則的限制，實現(xiàn)圖層之間的工藝可實現(xiàn)性。L-EDIT實例實例單個元胞N+有源區(qū)圖層。如果采用自對準技術(shù)則會和多晶圖層對齊。而且N+源區(qū)由于不處于耐壓邊界，可選擇不局部倒角。L-EDIT實例實例接觸孔圖層的繪制：必須完成覆蓋源區(qū)N+圖層。L-EDIT實例實例去除倒角區(qū)域，接觸孔圖層為規(guī)則排列邊角平滑矩形L-EDIT實例實例倒角矩形繪制如下所示L-EDIT實例實例單個元胞接觸孔圖層L-EDIT實例實例P-body圖層繪制：必須完成覆蓋源區(qū)N+圖層。由于pbody在工藝步驟中為普注，所以圖形覆蓋了有源區(qū)?？捎蓡蝹€元胞復(fù)制而成L-EDIT實例實例單個元胞普注圖層L-EDIT實例實例單個元胞AL圖層，保證對接觸孔的覆蓋。與普注類似，金屬同樣覆蓋了全部有源區(qū)。L-EDIT實例實例單個元胞全貌：此外終端環(huán)圖層與pbody互補。由于正負膠不同而形成了相同的有源區(qū)圖層。L-EDIT實例實