MEMS 实验 使用L-Edit画反相器布局图

XXXXXXXX大学（MEMS）实验报告

实验名称 使用L-Edit 画反相器布局图 实验时间 年 月 日

专 业 姓 名 学 号 预 习 操 作 座 位 号 教师签名 总 评

一、实验目的：

1、进一步熟悉L-Edit的使用，并且能正确、快速的使用这些工具； 2、进一步掌握版图设计的设计规则；

3、能运用L-Edit 实现器件的布局图，掌握软件的基本设定、理解版图图层间的关系；

4、绘制反相器布局图； 二、基本原理：

运用实验三中的nmos组件与pmos组件完成反相器布局图的设计。版图设计操作的基本流程为：进入L-Edit---建立新文件---环境设定---编辑组件---绘制多种图层形状--设计规则检查---修改对象---设计规则检查---电路转化。 三、实验内容及步骤

（1）打开L-Edit程序——另存新文件——取代设定——编辑组件——坐标设定。

（2）复制组件：选择Cell—Copy命令，或单击按钮，打开Select Cell to Copy 对话框，单击其中的Browser按钮，在出现的对话框中选择实验三所编辑的文件exp3.tdb，再在Select Cell to Copy对话框中选择 nmos 组件，单击OK按钮，则可将nmos组件复制至Ex11.tdb文件中。之后再以同样的方式将pmos组件复制到exp4.tdb文件中。

实验截图：

（3）引用 nmos 组件：选择Cell—Instance命令，打开Select Cell to Instance 对话框，可以看到，在组件列表中有Cell0，nmos与 pmos这3个组件，选择nmos 组件再单击OK按钮，可以看到编辑画面出现一个nmos组件。

实验截图：

（4）引用pmos组件：选择Cell—Instance命令，打开Select Cell to Instance 对话框，可以看到，在组件列表中有Cell0，nmos与pmos这3组件，选择pmos 组件再单击OK按钮，在编辑画面多出一个与nmos重叠的pmos组件，可利用Alt 键加鼠标拖曳的方式分开pmos与nmos。

（5）设计规则检查：选择Tools—DRC命令，进行设计规则检查的结果如图共发现有4个错误。利用L-Edit中的File—Open命令打开错误纪录文件Cell0.drc，系统显示有4个错误，都是违背了设计规则2.3b，并标出发生错误的坐标范围。 先回到exp4.tdb文件，查看设计规则的2.3b规则。此规则说明ndiff层与N Well有最小距离的限制，最小距离为5个Lambda。其中，ndiff即为field active 与N Select交集。 之前的ndiff区与N Well区只距离4个格点，故违背设计规则2.3b。将nmos距离与pmos距离拉开一点，使N Well与nmos的Active区至少大于5个格点即可通过设计规则检查。

（6） 新增PMOS基板节点组件：选择Cell—New命令，打开Create New Cell 对话框，在New cell name文本框中输入“Basecontactp”，单击OK按钮。

（7）编辑PMOS 基板节点组件：由于PMOS 的基板也需要接通电源，故需要在N Well上面建立一个欧姆节点， 其方法为在N Well 上制作一个N型扩散区，再利用Active Contact将金属线接至此N型扩散区。 N型扩散区必须在N Well图层绘制出Active图层与N Select图层，再加上Active Contact图层与

Metal1图层，使金属线与扩散区接触。

其中N Well宽为15个格点、高为15个格点，Active宽为5个格点、高为5个格点，N Select宽为9个格点、高为9个格点，Active Contact宽为两个格点、高为两个格点，Metal1宽为4=个格点、高为4个格点。利用L-Edit 的观察截面的功能来观察该布局图设计出的组件的制作流程与结果。

（8）新增 NMOS 基板接触点：选择 Cell—New，出现 Create New Cell 窗口选单，在Newcell name：中填入 Basecontactn，单击 OK按钮。

（9）编辑 NMOS 基板节点组件：由于 NMOS的基板也需要接地，故需要在 P Base 上面建立一个欧姆节点，其方法为在 P Base 上制作一个 P型扩散区，再利用 Active Contact 将金属线接至此 P 型扩散区。P 型扩散区必须绘制出 Active 图层与 P Select 图层，再加上Active Contact图层与 Metal1 图层，使金属线与扩散区接触。其中Active 宽为5个格点、高为5个格点，P Select宽为9个格点、高为9个格点，Active Contact宽为两个格点、高为两个格点，Metal1宽为4个格点、高为4个格点。 利用L-Edit的观察截面的功能来观察该布局图设计出的组件的制作流程与结果。

（10）引用Basecontactp组件：选择Cell—Instance命令，打开Select Cell to Instance对话框，在其中选择Basecontactp组件，单击OK按钮，则可将

Basecontactp组件复制至exp4.tdb文件中，并且将之引入到目前编辑的组件中。 引入Basecontactp组件后，利用Alt键加上鼠标左键拖曳的方式将之移动到pmos 组件左边，并以进行检查，没有错误。

（11）引用Basecontactn组件：选择Cell—Instance命令，打开Select Cell to Instance对话框，单击其中的Browser按钮，在弹出的对话框中选择实验三所编辑的文件exp3.tdb，再选择Basecontactn组件，单击OK按钮，则可将Basecontactn 组件复制exp4.tdb文件中，并且将之引入目前编辑的组件中。引入Basecontact组件后，利用Alt加上鼠标左键拖曳的方式将之移动到nmos组件左边，并进行检查，没有错误。

实验截图：

（13）连接闸极 Poly：由于反相器电路的pmos与nmos的闸极是要相连的， 故直接以Poly图层将pmo与nmos的Poly相连接，绘制出Poly宽两个格点、高

6个格点。绘制后进行检查，没有错误。

（14）连接漏极：由于反相器电路的nmos漏极与pmos漏极是要相连的，则以Metal1连接即可，利用Metal1 nmos与pmos的右边扩散区有接触点处相连接，绘制出Metal1宽两个格点、高6个格点。绘制后进行检查，没有错误。

（15）绘制电源线：由于反相器电路需要有Vdd电源与GND电源，电源绘制是以Metal1图层表示，利用Metal1将pmos上方与nmos下方各绘制一个宽为 39个格点、高为5个格点的电源图样，绘制后进行DRC检查，出错，看DRC报告文件。先回到exp4.tdb文件观看本范例设计规则的7.2规则，此规则为最小间距(Minimum Spacing)规则，7.2 规则说明Metal层与Meatl1层间有最小间距的规则，其最小间距为3个Lambda。而之前所画的作为电源的Metal1图层与pmos 中的Metal1图层只有2.5个格点，作为电源的Metal1图层与nmos中的Metal1图层也只有2.5个格点，故将其修改为至少相隔3个格点，再以设计规则检查按钮设置至无误为止。

（16）标出Vdd与GND节点：单击插入节点按钮，再到编辑窗口中用鼠标左键拖曳出一个与上方电源图样重叠的宽为39个格点、高为5个格点的方格后，将出现 Edit Object(s)对话框。在Port name文本框中输入节点名称“Vdd”，在 Text Alignment选项组中选择文字相对于框的位置的右边，单击“确定”按钮。再单击按钮，再到编辑窗口中用鼠标左键拖曳出一个与下方电源图样重叠的宽为39 个格点、高为5个格点的方格后，出现Edit Object(s)对话框，首先需先确定最上方的On下拉列表框选择的是Metal1，接着在Portname文本框输入节点名称“GND”，在Text Alignment选项组选择文字相对于框的位置的左边，再单击“确定”按钮。

（17）连接电源与接触点：将PMOS的左边接触点与Basecontactp的接触点利用Metal1图层与Vdd电源相连接，而将NMOS的左边接触点与Basecontactn 的接触点利用Metal1层与GND电源相连接。在Layers面板中的下拉列表中选择Metal1项，使Metal1样被选取，再从Drawing工具栏中选择工具，在编辑窗口画出4个4格高、3格宽的方形Metal1层。

（18）输入端口：由于反相器有一个输入端口，且输入信号是从闸极(Poly)输入，由于本实验使用技术设定为MOSI/Orbit 2U SCNAMEMS，输入输出信号由Metal2传入，故一个反相器输入端口需要绘制Metal2图层、Via图层、Metal1 层、Poly ontact图层与Poly图层，才能将信号从Metal2图层传至Poly层。先在编辑窗口空白处进行编辑，最后再移至整个组件的位置。先绘制Poly Contact图层，同样，绘制Poly Contact图层必须先了解是使用何种流程的设计规则，单击按钮，从弹出的对话框中的Rules list列表框中选择8.1 Via Exact Size选项。从8.1规则内容可知，若Poly Contact图层有一个标准宽度的限制，其宽度限定为两个 Lambda 的大小，这是标准宽度(Exact Width)规则。选取Layers面板中下拉列表中的Poly Contact选项，使Poly Contact图样被选取，再从Drawing工具栏中选择工具，在编辑窗口画出横向两格、纵向两格的方形。再绘制Poly图层，Poly图层与Po1y Contact图层间有一个环绕规则要遵守，单击按钮，从弹出的对话框中的Rules list列表框中选择5.2A/5.6B Field Poly Overlap of PolyCnt选项，此规则规定Poly Contact边缘与Field Poly边缘至少要有1.5个Lambda的距离。在Layers面板的下拉列表中选择Poly选项，使Poly图样被选取，再从Drawing工具栏中选择工具，在编辑窗口画出横向5格、纵向5格的方形，将刚才绘制的 Poly Contact 包围住。

Poly Contact是用来连接Poly层与Metal1的接触孔，故接着绘制Metal1图层使之重叠于Poly Contact图样上，注意，Metal1与Po1y Contact层之间也有一个环绕规则要遵守，单击按钮，从弹出对话框中的Rules list列表框中选择7.3 Metall1Overlap of Poly Contact选项。从7.3规则内容可知，Poly Contact边缘与 Metal1边缘至少要有1个Lambda的距离。在Layers面板的下拉列表中选择 Metal1选项，使Metal1图样被选取，再从Drawing工具栏中选择工具，在编辑窗口画出横向10格、纵向4格的方形。

（19）加入输出端口：反相器有一个输出端口，输出信号是从漏极输出，由于此范例使用技术设定为MOSIS/Orbit 2U SCNAMEMS，输入输出信号由 Metal2传出，故可在连接pmos与nmos漏极区的Metal1上绘制Via图层与Metal2 图层，才能将漏极信号从Metal1图层传至Metal2图层。

（20）更改组件名称：将反相器布局图更改Cell名称，可选择Cell—Rename Cell命令，打开Rename Cell Cell0对话框，将cell名改为inv。完成反相器的版图设计。

实验截图：

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