实验三    Virtuoso版图编辑器的基本使用
1.实验目的
2.使用Virtuoso版图编辑器绘制反相器版图
3.设计规则检查（Design Rule Check）
4。版图网表和参数提取（Layout and Parameter Extraction）
5。版图与原理图网表对比检查(Layout vs. Schematic Check)
1.实验目的
本实验主要目的是通过绘制反相器版图的详细过程初步介绍Virtuoso版图编辑器的使用，同时也介绍了设计规则检查（DRC）、版图提取（LPE)、以及版图原理图网表对比检查(LVS)的基本操作步骤。
2.使用Virtuoso版图编辑器绘制反相器版图
通过用版图编辑器创建反相器版图的例子来熟悉版图编辑器的使用。
在Library Manager窗口中选中IClab1库，然后点击File-—>New——〉Cell View,输入Cell Name为inverter，Tool选Virtuoso,View Name会自动变成layout，见图1。
图1. 用Virtuoso创建layout对话框
在此需要特别注意的是，我们创建的版图是为实验一反相器原理图而创建的,因此自定义元件库名称必须与原理图所在库名称一致，特别是Cell Name也必须与原理图的Cell Name一致，即为inverter,有些同学在做此实验时在新创建的元件库中做，而且取了一个与原理图不同名的版图名称，这就给后面的版图提取和后端仿真带来了很烦，所以请严格遵守上述命名
规则。点击OK会打开Virtuoso版图编辑器,同时启动的还有Layer Select Window,即LSW。因绘制版图时一定先要与某一工艺库关联，而LSW将与关联的工艺库联动，所以不同的工艺库会有不同的LSW窗口出现。本实验中的IClab1自定义库是与NCSU_TechLib_ami06工艺库关联的，所以该工艺库的名称会显示在LSW窗口的上面。请同学们确认，否则需要重新关联工艺库。图2显示了这两个窗口。
                图2. 版图编辑器工作窗口和工艺层选择窗口
开始画版图前最需要注意的问题是设置好grid snap（栅格捕捉），否则过不了offgrid DRC这一关，要把它调整到grid上是很麻烦的事.设置grid snap的步骤是：在版图编辑器中点击菜单Options-—〉Display…,或直接按热键e会打开一窗口(图3),在Grid Controls栏目中可修改Snap Spacing。本实验应将其设置为0。15。
图3. 栅格捕捉选项设置
点击OK回到版图编辑器中开始画版图.画版图用得最多的命令是画矩形，点击菜单Create-->Rectangle，或按热键r开始画矩形，按Esc退出命令。为了画得精确，经常需要用到度量尺，点击编辑器左侧工具栏最下的Ruler图标，或按热键k即可放置度量尺.按Shift—k清除所有度量尺。
为了便于后面进行的后端仿真与前面进行的原理图仿真结果进行比较,我们在此所画反相器的版图尺寸应该和原理图中的反相器相同，即pmos管的沟道宽度为6u，nmos管的宽度为3u,而两个管子沟道的长度都为最小尺寸0.6u.
先从nmos管的active layer即n+有源区画起，它的尺寸大小应该为3u X 3.6u，在LSW窗口中选择nactive drw层,在版图编辑器中画一矩形如图4所示：
                            图4。 画n+有源区示范图
至于为什么画这个尺寸，本实验完成后稍微思考一下就会明白。下一步需要画4个连接通孔,将源区和漏区的n+有源区与第一金属层连接以便于将源极和漏极引出。在我们所使用的工艺库中共有3种不同的连接通孔，在LSW中它们紧靠在一起分别标示为cc, via，和via2。cc通孔是用来连接n+有源区和第一金属层以及多晶硅和第一金属层的，via通孔是用来连接metal1和metal2金属层的，via2通孔则是用来连接metal2和metal3金属层的.在反相器版图绘制中我们只需用到metal1及其以下的工艺层，因此连接通孔的选择应该是选中LSW中的cc drw层，在靠近n+区的左边和右边位置每边画2个，它们的尺寸为0。6u X 0。6u,连接通孔与n+区的边界之间应该有0。3u的间距，连接通孔与连接通孔之间需要0.9u的距离。左边的2个连接通孔以左下角为参考点进行定位，右边的2个连接通孔以右上角为参考点进行定位.注意工艺层只能选drw类型，不能用net类型。
接下来需要在连接通孔上覆盖金属层1，在LSW中选中metal1 drw，画一矩形框表示金属层，该金属层的边界与连接通孔的边界之间应该有0。3u的间距。金属层通过连接通孔与n+有源区域连接，这就形成了晶体管的源极和漏极。按上述规则完成绘制后，应该得到如图5所示图形:
            图5。 n+有源区与metal1连接后版图
现在可以画栅极了。栅极材料一般为多晶硅，在LSW中选中poly drw层，按下图所示尺寸和位置画一细长的矩形。它的宽度为0.6u，长度方向两头应超过n+有源区域边界0。6u。完成栅极绘制后的版图如图6所示.
                图6。 完成栅极绘制后的版图
对于nmos管来说还有最后一步，这就是放置nselect层.该层是真正用来指示有源区半导体材料的性质的。Nselect线框以内表示为n型半导体材料.在LSW中选中nselect drw层,围绕有源区画一矩形,它的边界应该与有源区的边界相隔0.6u，即正好把栅极也框在其中。至此框内的有源区才是真正的n+，见图7。
                图7. 指定n+有源区材料类型后的版图
在nmos管上方的空位处用同样的步骤画pmos管，不同之处在于使用pactive和pselect层，同时p+有源区的尺寸要大，为6.0u X 3.6u。为了更好地与p+有源区进行连接，每边的连接通孔需要从2个增加到4个，总共8个.另外连接通孔的位置最好也与nmos错开见图8所示。
                图8. 大部分绘制完成的pmos管版图
与nmos管不同的是pmos管的衬底为n型材料,所以我们最后还需画一个n阱。在LSW中选中nwell drw,画一矩形将p有源区框起来，其边界与p有源区的边界间距为2。1u，以保证有足够的空间制作p有源区。如图9所示。
图9. 完整的pmos管
编辑器在线使用到此pmos管和nmos管的版图就算画好了，我们需要把它们连接起来构成一个反相器。首先按热键f缩放，这样pmos管和nmos管都可见.移动pmos管靠近nmos管使得nwell边界和nselect边界之间有1。2u的间距，同时保证pmos管的栅极和nmos管的栅极对准。下一步就是用多晶硅将两个晶体管的栅极连接起来，然后就是用连接通孔将栅极和金属层1连接起来。连接头的尺寸仍然为0.6u X 0.6u，金属层1和多晶硅层的边界应该超过连接通孔边界0.3u.见图10。

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