版图介绍
版图(lay out), 定义了在制造中的掩膜的几何图形。多层次的一个绘制, 因为每一张mask都对应一张layout。

不同的颜色代表不同的层次, foundry(代工厂), 不同的层次是不同的掩膜版,对于芯片的每一个层,对应一个版图。

数字电路的版图主要是影响速度(降低延时和面积), 模拟版图主要影响速度和精度,(对称性,器件匹配,降低寄生, 避免串扰,优化互联线,看起来好看)。

数字版图杂乱无章, 最小化面积。
Tapeout Flow(流片)

两者交互利用的是GDSII文件,
OPC(optical proximity correction, 光学邻近矫正)
掩膜版的图案都是很小的, 来加工wafer(晶圆上的图像), 由于衍射和光学系统的问题, 通过掩膜版去光刻,
会导致光刻胶的图形和掩膜版并不是完全一致的 , 然后通过其他工艺将光刻胶图像转移到wafer上。
Design Pattern -> 光刻胶的图形

如果进行OPC矫正后:


- 数字芯片电路设计流程

- Logic Design -> Verilog描述
- Logic Synthesis -> 构建门级网表
- Floorplan -> 布局
- Place & Route Tools -> 构建版图雏形(布局布线)
- 生成GDSII(添加Digital Libraries)
- DRC + LVS 检查
- Final GDSII
模拟集成电路设计流程

- Circuit Design : 用基本元器件实现。
- Simulation : 频域仿真/时域仿真
- Layout : 手工绘制模拟电路版图
- DRC LVS 检测: 设计是否满足foundry要求, 检测器件链接关系是否一直
- Parasitic Extraction : 寄生参数提取 -> 生成新的netlist -> post simulation(后仿真)
Layout不是绘制图形,更重要的是前期的规划。
CMOS 晶体管参数:
Finger:让器件的源极和漏级交叉出现, 截成几段就是几个Finger, 下面的是3(3个蓝色)。

Multiplier:复制几倍

W:宽度,L:长度
总的宽长比计算公式:
$Total \quad W/L = W/L \times Finger \times Multiplier$
IC的横截面

1P4M : 1 poly 4 metal ,一层多晶硅, 四层金属。
ACT(active) : 衬底,有源区。
CT(contact): 接触孔, 有源区和M1的通孔
M1,M2,M3,M4: 金属
MT(metal TOP): 最上层金属
180nm: 指的是,晶体管的最小沟道长度是180nm。
M金属之间是由介质隔离的, 绝缘, 连接金属使用Via(通孔), 链接M1和M2是Via1。

两个金属线之间是存在寄生电容的。
CMOS制备流程图:

1:Grow field oxide: 生长场氧, 作用是器件隔离,$0.35\mu m$ 工艺以上用的。 $0.35\mu m$ 工艺以下用 STI隔离。
2: 刻蚀
3:注入N井
4:再刻蚀得到的就是active区域。
5:生成栅氧
6:沉淀郭金贵。
7:刻蚀
8:注入
9:生长氮化物……..

Mask的组成主要是金属(Cr)和 和玻璃(透光的), 将Cr镀在玻璃上, 金属上有各种图像(Layout定义的)。
Clear Tone: 大部分区域是被涂上金属的, 只有少部分是镂空的, 这样的掩膜版叫做暗场。 地下的红色的就是光刻胶, 是在wafer上面的。
Layout上定义的是镂空的。

正胶: 有光照的地方会变性,用显影液可以去掉。 挖空挖洞的一般都是clear tone
Dark Tone: 亮场,大部分地方没有金属,只有少部分地方有金属, 要保留的就是dark tone



N井注入,开个孔,进行注入。

形成一个N井的区域。 先光刻刻蚀掉光刻胶,再刻蚀氧化硅(可能用HF刻蚀), 再沉积金属坞。 最后得到的效果

Design Rules

width:至少是这个值
size的形状, 一定是正方形, 表示的是正方形的边长。 要是这个值
enclosure: A包含B, 包裹的距离是enclosure
extension : 有一个边超过就行了。
overlap: 重叠,两个图像的重叠。

DRC:(Design Rule Check)

LVS:(Layout Versus Schematic)


后仿真:
寄生参数抽取:

Layout 里面常用的工具:

启动Calibre WorkBench进行LTO:
calibrewb
导入数据

- 分别选择
LEF和DEF文件即可

存在的问题:
- 问题1: 不知道OPC模拟的参数设置(现在采用的是默认的OPC参数设置, 关于模型参数, 迭代次数):
- 原始的版图

- OPC矫正后的版图:

问题2: 不知道对于这个版图文件进行OPC光刻矫正是怎么操作,是对每一层layout进行矫正都生成还是怎么样(不太懂这个版图文件的层数是怎么定义的),目前是采用GUI来操作的,如果是对全部数据集进行OPC操作的话如何通过脚本化操作实现。
问题3: SARF插入不会目前不会操作, 以及对于最后的图像导出是怎么样的? 是一层一层版图的导出还是怎么样, 颜色怎么定义, 。
问题4:不太理解这个版图里面的这些内容是什么, 顺便不太理解每一层layout是什么, 具体总结就是怎么生成数据集:

