CMOS反相器的版图绘制与仿真

目录

一、原理图绘制

二、符号图绘制

三、仿真原理图绘制

四、前仿

五、版图绘制

六、寄生参数提取

七、后仿

一、原理图绘制

1、先在smic18mmrf库里面调用n18 单元并设置宽长比如图1-1所示，快捷操作：复制该n18单元，如图1-2，修改属性从n18改成p18，就能创建相同宽长比的n18和p18两个MOS管，如图1-3

2、如图1-4所示，在analogLib库中调用vdd和gnd，按p创建引脚，如图1-5、图1-6，注意方向为输入、输出信号

3、进行连接，得到图1-7的原理图，注意衬底要接对且接好

二、符号图绘制

1、点击file创建符号图，细节如图2-1，再点击OK

2、在符号图里面，使用图2-2的工具绘制如图2-3的符号图

3、按p创建引脚如图2-4，注意选择正方形类型、信号类型和输入输出方向，得到图2-5

4、按l创建自己的符号标签，如图2-6和图2-7，合理放置后得到最终符号图，如图2-8

三、仿真原理图绘制

1、点击File创建仿真原理图inv_018_sim，在库中与inv_018原理图并列

2、调用inv_018、vdc、vdd、gnd等绘制仿真原理图，如图3-2

3、图 3-3是给inv_18供电，vpulse是测试激励

4、使用label如图3-4所示

四、前仿

1、如图 4-1，点击launch，选择ADE_L进行仿真

2、如图 4-2，右击Analysis中间空白栏进行仿真设置

3、如图4-3，在Outputs中间空白处同2右击，点击From Design从仿真原理图中选择信号线，如图4-4，通过单击选择信号线

4、然后再图4-1页面点击绿色按键，进入仿真，得到图4-5波形图，证明原理图的正确性

五、版图绘制

基本讲解：

右侧面板如图5-1所示，其中Valid表示工艺规则允许的合法层，即符合 DRC 规则的层，Used表示当前版图里实际用到的层，Routing 是只显示布线用的金属 / 通孔层。

选中Valid和Used就进入图5-2所示面板，能快速在对应层进行操作。其中AV是所有都显示，NV是都不显示，AS是所有都选中，NS是都不选中。

1、画电源和地：在M1金属层绘制出vdd和gnd，如图5-3所示，注意宽度间距要符合DRC要求，否则DRC通过不了，标签先不画，后面统一绘制

注：在M1层绘制vdd和gnd的原因是M1 是最靠近硅片器件的第一层金属，能通过Contact （底层过孔）直接连接有源区与衬底，连线最短、寄生电阻最小、电源稳定性最好，是标准单元电源 / 地线的常规布线层。

2、漏极连接：原理图中PMOS和NMOS的漏极接在一块，所以版图中也是，如图5-4

3、栅极连接：原理图中栅极接在一块，所以版图中将栅极接在一块

4、画N阱：如图5-6，延伸PMOS的N阱至电源vdd，将电源部分包起来，是为了让PMOS衬底的N阱接高电平，防止闩锁效应（Latch-up），同时N阱也要将vdd上的过孔包起来；由于NMOS管做在P衬底上，所以接地，所以只需要处理N阱

5、电源和地添加过孔：按O添加过孔，选择从vdd所在的M1到接电源的N重掺杂SN的M1_SN（如图5-7），选择从gnd所在的M1到接衬底SUB的M1_SUB（如图5-8），因为P衬底接地，最后如图5-9

6、添加栅极到M1的过孔：如图 5-10设置过孔M1_GT，然后和GT层连接在一块，如图5-11，然后用P型重掺杂SP覆盖过孔M1_GT，如图5-12

注：因为栅极是多晶硅（Poly），本身是半导体材料，电阻率较高，为了降低接触电阻，需要在多晶硅上制作金属接触孔（Contact），并连接到M1，就是为了保证栅极接触的欧姆接触（Ohmic Contact）

7、在M1金属层添加标签vdd、gnd、A和Y，如图 5-13，得到最后的版图，如图5-14

8、DRC验证：如图5-15，选择DRC验证文件，并设置DRC运行位置为自己创建的文件夹，图 5-16中，注意从版图中导入，点击Run DRC，如图5-17，出现图 5-18结果表明通过DRC

9、LVS验证，方式同DRC，细节件图 5-20、图 5-21、图 5-22，点击Run LVS，得到图5-23的结果表明过LVS了，即原理图和版图对应，退出LVS时创建一个runset可以方便之后进行DRC和LVS

六、寄生参数提取

1、在inv_018版图下，选择Run PEX进行寄生参数提取，如图6-1

2、选择PEX 规则文件，如图6-2

3、Inputs中，Layout和Netlist均选中Export from layout viewer或者Export from schematic viewer，如图6-3和图6-4；Outputs中Netlist的Format选择CALIBREVIEW

4、点击Run PEX后为图6-6的状态，再在Calibre View Setup中进行Cellmap（单元映射文件）配置，如图6-7，最后点击OK，再看inv_018出现calibre，如图6-8，即寄生参数提取完成。打开calibre，一定先点击F，才能看到图6-9，分别放大后才能看到图6-10和图6-11的寄生参数

七、后仿

1、在仿真原理图同级目录下创建对仿真的config配置文件，如图7-1

2、图7-2，选择Use Template，如图7-3选择spectre并点击OK

3、如图7-4，点击Edit修改View为原理图，并保存，则变为图7-5，修改I0、I1分别为原理图和提取寄生参数的calibre,然后点击Open进入仿真原理图

4、点击ADE_L进入后仿，然后就是和前仿一样的方式进行仿真，这里过程省略，得到图7-8，放大版图和原理图波形的拐角，出现分离，体现了寄生参数对电路的实际影响，后仿完成

【注】

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