西北工业大学明德学院本科毕业设计论文
体产业关注的焦点，即使在全球半导体产业陷入有史以来程度最严重的低迷阶段时，中国集成电路市场仍保持了两位数的年增长率，凭借巨大的市场需求、较低的生产成本、丰富的人力资源，以及经济的稳定发展和宽松的政策环境等众多优势条件，以京津唐地区、长江三角洲地区和珠江三角洲地区为代表的产业基地迅速发展壮大，制造业、设计业和封装业等集成电路产业各环节逐步完善。
2006年中国集成电路市场销售额为4862.5亿元，同比增长27.8%。其中IC设计业年销售额为186.2亿元，比2005年增长49.8%。
2007年中国集成电路产业规模达到1251.3亿元，同比增长24.3%，集成电路市场销售额为5623.7亿元，同比增长18.6%。而计算机类、消费类、网络通信类三大领域占中国集成电路市场的88.1%。
目前，中国集成电路产业已经形成了IC设计、制造、封装测试三业及支撑配套业共同发展的较为完善的产业链格局，随着IC设计和芯片制造行业的迅猛发展，国内集成电路价值链格局继续改变，其总体趋势是设计业和芯片制造业所占比例迅速上升。
集成电路掩模版图设计是实现集成电路制造所必不可少的设计环节，它不仅关系到集成电路的功能是否正确，而且也会极大程度地影响集成电路的性能、成本与功耗。近年来迅速发展的计算机、通信、嵌入式或便携式设备中集成电路的高性能低功耗运行都离不开集成电路掩模版图的精心设计。一个优秀的掩模版图设计者对于开发超性能的集成电路是极其关键的。
集成电路掩模版图设计是一门技术，它需要设计者具有电路系统原理与工艺制造方面的基础知识。但它更需要设计者的创造性、空间想象力和耐性，需要设计者长期工作的经验和知识的积累，需要设计者对日新月异的集成电路发展密切关注和探索。
1.4 集成电路版图工具L-edit简介
L-Edit是一个图形编辑器，它允许生成和修改集成电路掩模版上的几何图形。鼠标接口允许用户执行一般图形操作。既可使用鼠标访问下拉菜单也可以使用键盘来调用L-Edit命令。
(1) 文件和单元
8
西北工业大学明德学院本科毕业设计论文
使用文件、单元、连接器、掩模基元来描述布局设计，一个文件可以有任意多个单元组成，在典型设计中，这些单元可以有层次关系，也可以相互独立，单元可以包括任意数量的掩模基元和连接件，以及两者的组合，掩模单元由矩形、图、直线、多边形和技术层端口组成。
(2) 层次
完全层次性的单元可以包含别的单元的连接件。一个连接件是一个单元的“拷贝”；如果编辑连接单元，这种改变将反映到那个单元的所有连接件上。 L-Edit对层次不作限制。单元可以包含单元的连接件，被包含的单元又可以包含别的连接件。这样就形成了单元层次。在层次结构中可以有任意级。 L-Edit不能用于分离的层次结构，连接件和基元几何图形都可以存在于层次结构的任意级中的同一单元内。
(3) 单元设计
L-Edit是一个低层次的，全定掩模编辑器，该编辑器不能执行层的自动转换。 (4) 层规划
L-Edit是一个高层规划工具。用户可以选择要显示的连接件，它显示一个边框，中间显示单元名，也可以显示掩模几何图形。使用内部隐藏时，可以操作用户设计的大型芯片级块，以获得所需要的层规划。用户可使用用于操作基元的几何图形的命令。
(5) 文件格式
L-Edit能输出两种掩模布局交换格式（CIF，GDSⅡ）以及Tanner Research公司的二进制数据库的格式TDB（Tanner Data Base），L-Edit能够读取CIF（Caltech Intermediate Form）和TDB文件。
(6) L-Edit支持对象
L-Edit支持九种对象：框、直线、图、多边形、圆形、扇形、圆环形，端口和单元连接元件，所有对象可以用同样的方式来建立和编辑，移动和选择。L-Edit不能对用户绘制的图形进行修改。L-Edit是面向对象的设计工具，而不是位图编辑器。
9
西北工业大学明德学院本科毕业设计论文
第二章 CMOS集成电路板图设计
2.1 版图设计的概念和方法
版图是包含集成电路的器件类型、器件尺寸、器件之间的相对位置及各个器件之间的连接关系等相关物理信息的图形，这些图形由位于不同绘图层上的基本几何图形构成。
图2-1 集成电路板图范例
版图设计是集成电路设计和物理制造的中间环节，其主要目的是将设计好的电路映射到硅片上进行生产。在版图设计的过程中，设计人员除了具备一定的电学知识、基本电路设计和认知能力、EDA工具的使用能力及良好的想象力和一定
10
西北工业大学明德学院本科毕业设计论文
的艺术美感之外，还需要对集成电路的物理结构及生产工艺有所了解。
一、版图设计的方法
版图设计在集成电路设计流程中位于后端，它是集成电路设计的最终目标，版图设计的优劣直接关系到芯片的工作速度和面积，因此版图设计在集成电路设计中起着非常重要的作用。版图设计的流程是由设计方法决定的。版图设计方法可以从不同的角度进行分类，如果按照自动化程度，大致可分为三类：全自动设计、半自动设计和手工设计。 1、全自动版图设计
全自动版图设计方法是指通过计算机辅助设计工具、利用电路的门级网表自动生成版图的设计方法。电路的门级网表可以通过对RTL代码进行综合得到。RTL代码是指用硬件描述语言(VHDL或Verilog)对电路逻辑进行描述的代码。 可以进行全自动版图设计的EDA工具主要有Cadence公司的SE、Synopsys的Apollo 等。
2、半自动设计
版图的半自动设计是指在计算机上利用符号进行版图输入，符号代表不同层版的版图信息，然后通过自动转换程序将符号转换成版图。 3、人工设计
版图的人工设计主要应用在模拟集成电路的版图设计、版图单元库文件的建立和全定制数字集成电路设计中。模拟集成电路因其复杂而无规则的电路形式(相对于数字电路而言)，故在技术上只适宜于采用全定制的人工设计方法；版图的基本单元因其性能和面积的要求而需要采用全定制的人工设计方法；全定制数字集成电路的版图因考虑到其成本与性能而采用全定制设计方法。
人工设计版图是指设计者利用版图设计工具，通过编辑基本图形(如连线、矩形和多边形等)得到晶体管和其他基本元件的版图，然后将这些基本元件互连生成小规模的单元，通过逐层绘图的方式形成最后的整个集成电路版图。在这种设计方法下，计算机只作为绘图与规则验证工具而起辅助作用，对所设计的版图的每一部分，设计者都要进行反复的比较、权衡、调整和修改，要求得到最佳尺寸的元器件、最合理的版图布局和路径最短的互连线等。
11
西北工业大学明德学院本科毕业设计论文
人工设计在获得最佳芯片性能的同时，也因为芯片面积最小而大大降低了每个芯片的生产成本，但其设计周期要比自动和半自动设计方法长。
二、版图中的绘图层
绘图层是指完成集成电路的版图设计所需要的最少分层数目。我们以N阱CMOS工艺为例，通常情况下，绘图层的种类有：N阱层(N Well)、有源区层(Active)、多晶硅栅层(Poly)、P选择层(P Select)、N选择层(N Select)、接触孔层(Contact)、通孔层(Via)、金属层(Metal)、文字标注层(Text)和焊盘层(Pad)。 1、N阱层
“N阱”用来确定N型衬底的区域。PMOS晶体管是制造在N阱上的，这时的N阱必须连接到电源VDD上。图2-2给出了N阱区的横截面图和相对应的掩膜版图。
图2-2 N阱的横截面图和掩膜版图
2、有源区层
有源区是晶体管的源区和漏区建立的基础，源区和漏区是通过多晶硅栅两旁的有源区来确定的。有源区旁的场氧区起隔离的作用。图2-3表示的是有源区的横截面图和掩膜版图。
12
百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说教育文库一位全加器版图设计与模拟(3)在线全文阅读。
相关推荐：