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0.35μmSOI工艺PDK开发与应用

作　者: 高立博
导　师: 吴春瑜; 罗家俊
学　校: 辽宁大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 工艺设计组件 参数化单元 绝缘体上硅 14级二进制计数器
分类号: TN405
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


绝缘体上硅(SOI)技术是使微电子器件不断小型化、延长摩尔定律的策略之一。应用SOI工艺制作的模拟、数字与微波元件性能明显优于同类体硅工艺制作的的元件。工艺设计组件(PDK)是连接设计制程及EDA设计工具之间的桥梁,包括了在Cadence DFⅡ设计环境中应用工艺设计制程完成芯片设计需要的信息。本文研究0.35μ m SOI工艺PDK的开发与应用,首先阐述了包括技术文件、物理验证文件与参数化单元在内的工艺设计组件开发的必要步骤,接着通过14级二进制计数器的设计验证了PDK的实用性与可靠性。该PDK采用PDK自动化开发系统(PAS)开发设计,其技术文件支持cadence的virtuoso平台软件的使用,原理图符号库支持包括hspice与Spectre仿真器格式网表的产生物理验证规则文件支持calibre等后端验证软件；参数化单元版图库完整而且实用。本文所做的创新性工作包括如下方面：(1)以主要文件段的定义说明了图形化开发技术文件的方法。图层相关的文件段由图形技术编辑器直接编辑生成,面向特殊应用的文件段采用原始码的方法插入到合适的文件位置；(2)以calibre的DRC规则文件以及LVS验证文件为例研究了图形化开发物理验证规则文件的技术。通过对图形描述与规则文件进行分析和比较,证实了该技术的直观性与可行性；(3)以Hmos参数化单元为例给出了参数化单元的设计方法并且详细地说明了其主要图层、组件描述格式、回呼函数及可拉伸功能的设计过程。Hmos参数化单元的开发的步骤包括首先按照图层画法优先级确定了绘图顺序,接着采用虚拟形的方法设计主要图层的图形程序；本文利用skill语言编写回呼函数实现了控制正式参数合法值的输入与维护从属参数的功能,编写拉伸用户函数与取值函数实现可拉伸功能的设计；通过组件描述格式实现对正式参数的高级控制,最终设计完成功能完备的具有可拉伸功能的参数化单元。(4)基于0.35μm SOI工艺PDK,设计了14级二进制计数器电路。芯片采用结构化设计的方法进行了结构划分,整个设计过程遵循标准的设计流程,包括原理图设计、仿真到版图实现与设计规则验证及一致性检查。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-11
第1章 引言  11-16
  1.1 研究背景  11-13
    1.1.1 PDK的背景知识  11-12
    1.1.2 PDK的发展现状  12-13
  1.2 SOI工艺  13-15
  1.3 本文的研究目的与主要内容  15-16
第2章 技术文件的开发  16-21
  2.1 技术文件的开发  16-20
    2.1.1 图层文件段的定义  16-18
    2.1.2 器件文件段的定义  18-19
    2.1.3 连接性提取规则文件段的定义  19-20
    2.1.4 布局布线规则文件段的定义  20
  2.2 本章小结  20-21
第3章 物理验证规则文件的开发  21-29
  3.1 GTE下DRC规则的开发  21-24
    3.1.1 图形的绘制  21-22
    3.1.2 设计规则输入  22
    3.1.3 DRC实例开发  22-24
  3.2 GTE下LVS规则的开发  24-28
    3.2.1 连接性提取的定义  25
    3.2.2 器件识别的定义  25-27
    3.2.3 一致性比较的定义  27-28
  3.3 本章小结  28-29
第4章 Hmos晶体管PCell的开发  29-47
  4.1 Hmos的PCell开发  29-36
    4.1.1 Hmos的PCell开发流程  29-30
    4.1.2 有源区主体结构的设计  30-31
    4.1.3 多晶层与识别层的设计  31-32
    4.1.4 metall层与cont层的设计  32-33
    4.1.5 源漏互换功能的实现  33-34
    4.1.6 注入层  34
    4.1.7 串并联功能的支持  34-36
  4.2 组件描述格式  36-40
    4.2.1 CDF的参数模块  36-38
    4.2.2 模拟信息模块  38-39
    4.2.3 解释性标签模块和其他信息  39-40
  4.3 callback回呼函数  40-42
    4.3.1 冋呼函数简介  40
    4.3.2 冋呼函数HmosCB的分析  40-42
  4.4 拉伸功能  42-45
    4.4.1 Hmos拉伸的实例  42
    4.4.2 拉伸功能的实现  42-43
    4.4.3 可拉伸PCell的设计  43-45
  4.5 PAS建库  45-46
  4.6 本章小结  46-47
第5章 应用PDK设计14级二进制计数器  47-62
  5.1 HC4060系列芯片简介  47-48
  5.2 应用0.35 μ m SOI工艺PDK完成HC4060芯片设计  48-61
    5.2.1 芯片HC4060原理图的设计  48-49
    5.2.2 hspice仿真  49-53
    5.2.3 版图布局布线  53-59
    5.2.4 Calibre DRC检查  59-60
    5.2.5 Calibre LVS验证  60-61
  5.3 本章小结  61-62
第6章 结论与展望  62-63
致谢  63-64
参考文献  64-67
攻读学位期间发表的学术论文及参加科研情况  67

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 微电子学、集成电路（IC） > 一般性问题 > 制造工艺
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