MicrowindIC版图设计

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1、MicrowindIC版图设计软件Microwind是CMOS集成电路物理层版图(Layout)设计和性能仿真软件，它包含数字和模拟元件图库、版图编辑器、参数提取分析器及版图仿真器。使用这个软件可以十分方便地进行IC版图设计教学，对于不具备大型IC设计软件的学生是十分有用的。Microwind具有丰富的教学信息，例如，显示PMOS和NMOS管的特性曲线、器件尺寸、工艺参数；电路中连接线的寄生参数；设计者可以方便地调节所制定的模型参数，在屏幕上直接观察模型对元件特性的影响，并交互显示辅助指导内容。一、进入Mic

2、rowind与Windows下的其他程序一样，软件安装以后，创建Microwind目录，然后双击“Microwind”图标就可以运行软件。如图所示，主窗口由版图显示窗口、快捷图标菜单、分层调色板等几部分组成。版图显示窗口中的网格以λ为单位，它通常固定为光刻工艺技术中最小尺寸(沟道长)的一半。例如在0.8μm工艺中，λ=0.4μm。1、设计CMOS反相器以CMOS反相器为例，通过绘制版图学习各种命令的使用。CMOS反相器包括一个NMOS及一个PMOS晶体管，如图所示。图标为绘制矩形图标，图标显示调色板。首先在调

3、色板中选多晶硅层(红色)，然后按以下步骤绘制版图：ü绘制硅栅矩形，先用鼠标点住选定的左上角，然后拖动至右下角。ü释放鼠标器，即得到一定尺寸的硅栅矩形图，应使得矩形宽度最小为2λ，如左图所示。ü按右图所示的比例继续绘制硅栅层。ü选择调色板中N+扩散层(绿色)，按图(下)绘制NMOS部分。ü选择调色板中P+扩散层(绿色，斜线)，按图(上)绘制PMOS部分。ü选择调色板中N-阱层，在上图所示的P扩散层周围添置N阱，如下图所示。2、分层结构仿真点击图标，利用鼠标画一条待观察剖面的截线，屏幕上会显示相应的分层结构图。3

4、、接触窗孔及金属连接线版图中各层之间是通过SiO2薄层相互绝缘的，它们通过接触孔(Via)进行连接。Via中灌注了金属和扩散层材料，其尺寸由设计规程确定。Microwind提供各种预定义Via图(调色板窗口上方)，如图所示。例如选择N+/金属接触，出现随光标移动的正方轮廓，将它固定在N+区。同样地，选择P+/金属接触将它固定在P+区。在调色板选择金属层1(蓝色)，即可引出NMOS和PMOS的电极，如图所示。注意：图中右上角所示连接VDD。的接触点，使N区与高电平等电位。进入仿真器前，最后的任务是定义VDD、V

5、ss及输入和输出端。4、性能模拟在调色板上有一组仿真器图标，如图所示。仍以上述反相器为例，首先将电源上部PMOS的一个P扩散层接VDD，下部NMOS的一个N扩散区接VSS，然后定义输入信号端及输出端。操作步骤如下：ü如上图所示，从左至右依次是电源VDD、地Ground、时钟Clock、加入脉冲Pulse、可视节点NodeVisible。点击图时钟，再点击反相器公共栅区，则出现时钟设置对话框，按要求设置脉冲宽度、周期、上升沿、下降沿等参数，以便了解预期的器件特性，如下图所示。ü选择上图最右的图标，定义观察点。应

6、注意，仅当附属的字体为斜体时，方表示该功能被激活。当定义版图输入和输出点时，所附带的字符是可更改的，常用的方法是在下图所示窗口中修改“Enterthetextname”框的内容。注意：进行仿真之前，应先存储版图。进入仿真器后，可观察已定义点的电压波形、电流波形及电压转移特性。5、版图是否符合设计规程点击图标，设计规程校验器(DRC：DesignRuleChecker)扫描设计图，发现错误即用高亮条显示错误性质。只有符合设计规程的版图才能进一步转为制造文件。6、参数分析选择Analysis／Parametric

7、Analysis，以反相器为例，点击输出点，进人参数分析界面，如图所示。通过左下选择框，选择分析功耗、传输延时、显示频率。点击StartAnalysis按钮，可给出相应的分析结果，如图所示。7、保存单击图标，保存版图文件，文件自动加上扩展名．msk。8、连线路径生成在版图设计中，金属连接线自动生成功能将大大节省设计者的时间。Microwind具有连接线自动生成及寄生参数分析功能。点击下图中对应图标，进入图(a)所示界面。选择所要求的条目，然后回到主窗口，点击适当的位置，即得到连接线，如图(b)所示。二、Mic

8、rowind一些重要功能Microwind具有Windows环境中一般的图形编辑功能，例如：剪切、拷贝、粘贴、放大/缩小、旋转等。重要的是它增加了一些专门用途的条目分别用于编辑器、模拟器和分析器中。(1)转为Cif文件格式(CifOut)Microwind将MSK版图文件转为Cif文件格式。格式可以输出至常用的几种工业软件，以便进一步产生与工艺有关的文件。(2)编译(Compile)Microwin