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《集成电路版图设计》课程教学大纲课程名称：集成电路版图设计课程代码：英文名称：IC Layout Design课程性质：专业课学分/学时：3/54开课学期：春季适用专业：微电子学、电子科学与技术先修课程：后续课程：开课单位：课程负责人：大纲执笔人：大纲审核人：一、课程性质和教学目标（在人才培养中的地位与性质及主要内容，指明学生需掌握知识与能力及其应达到的水平）课程性质：简单介绍课程，说明本课程在专业培养中的地位和作用，下面给出一个例子供参考。
课程性质：集成电路版图设计是微电子学和电子科学与技术专业必修课程，同时也是专业主干课程。
本课程旨在让学生初步掌握集成电路版图设计的原理、方法并进行实践。
教学目标：说明本课程的主要内容，以及课程教学应达到的目标，下面给出一个例子供参考。
教学目标：本课程讲授集成电路版图设计涉及的流程、设计方法和优化方法，并基于CMOS 工艺讲授集成电路版图设计。
本课程的具体教学目标如下：1、了解集成电路设计流程，掌握版图设计流程；2、掌握集成电路版图设计和优化方法；3、能利用Cadence仿真软件，基于CMOS工艺，完成集成电路的版图设计；4、能利用Cadence仿真软件，基于CMOS工艺，完成集成电路的版图优化；5、正确认识集成电路版图设计的重要意义、发展规律和未来发展趋势。
二、课程目标与毕业要求的对应关系（明确本课程知识与能力重点符合标准哪几条毕业要求指标点）三、课程教学内容及学时分配（含课程教学、自学、作业、讨论等内容和要求，指明重点内容和难点内容）（重点内容：★；难点内容：∆）1、课程介绍和集成电路版图设计导论（3课时）（支撑课程目标1、5）1.1本课程的教学内容、结构和考核等1.2集成电路版图设计的重要性★1.3集成电路设计流程1.4集成电路版图设计的流程★1.5集成电路版图设计的发展规律和未来趋势2、Cadence Virtuoso 应用（3课时）（支撑课程目标3、4）2.1环境配置与启动方式2.2 界面介绍2.3基本操作介绍3、集成电路原理图设计（6课时）（支撑课程目标2、3、4）3.1 原理图设计基本操作介绍3.2 电路器件调用与修改参数3.3 电路连线与端口设计3.4 电路设计模块化4、集成电路前仿真（12课时）（支撑课程目标3、4）4.1仿真环境搭建4.2 直流仿真4.3 瞬态仿真4.4 电路设计与调试★∆5、集成电路版图设计基础（9课时）（支撑课程目标2、3、4）5.1 版图设计基本操作介绍5.2 版图器件调用与参数设置5.3 版图连线与端口设计6、集成电路版图设计规则检查DRC（3课时）（支撑课程目标3、4）6.1 版图DRC环境配置6.2 DRC结果报告阅读与理解6.3 DRC错误修改★7、集成电路版图与原理图对比LVS（12课时）（支撑课程目标3、4）7.1版图LVS环境配置7.2 LVS结果报告阅读与理解7.3 LVS错误修改★8、集成电路版图优化（6课时）（支撑课程目标2、3、4）8.1 版图布板布局优化★8.2 版图连线优化8.3 版图局部优化四、教学方法1、教学方式：讲解与实验相结合；2、教师以多媒体课件讲授为主线，学生复习课件内容，并自学教学参考书相关内容；3、安排27课时设计实践，辅以设计实例的讲解，学生完成上机设计和设计报告。
基于bandgap版图设计摘要近年来随着IC设计要求的不断发展,集成电路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。
而集成电路中的bandgap可以在温度和电压不稳定的环境中保持稳定的参考电压,被广泛运用于比较器、A/D转换器等模拟电路及数模混合信号集成电路中,其性能直接影响整个系统的精度和性能。
因此,bandgap版图设计的研究非常有意义。
本文基于Cadence 版图设计软件平台,采用XFAB0.6μm CMOS 工艺设计。
设计的版图元件包括PMOS、NMOS、PNP三极管、电阻、电容。
其中对差分放大器、电流镜、电阻等重要元件采用了匹配和对称的设计方法,考虑电气特性的版图设计技术;为防止闩锁效应,本设计还运用了保护环保护整个电路,提高了bandgap 电路的可靠性。
本设计对最终设计出的版图使用calibre验证工具进行LVS和DRC验证,并顺利通过验证。
关键字:版图;带隙基准电压源;Cadence;匹配;验证ABSTRACTIn recent years, along with IC design request of continuously development, IC layout are essential to achieve the design of integrated circuit manufacturing sectors, it is not only related to the IC'sfunctions are correct, but also great extent affect IC performance and cost.But bandgap reference voltage of integrated circuit can keep stability in the unsteady environment of the temperature and the electric voltage of reference electric voltage, used extensively in comparison machine, A/D conversion machine etc. analog electric circuit and some mixture signal integrated circuit. Its function is directly influence the whole accuracy and function of system. Therefore, the research which take the layout design of the bandgap reference voltage is very meaningful.This text ,according to the design software of the Cadence about layout design, adopts XFAB0.6μm CMOS of design rule.The component of layout design include PMOS, NMOS, PNP, electric resistance, electric capacity. To the OP、current and resistance which are importance components adopt layout design technique of consideration electricity characteristic; To reduce latch-up, this design still uses guard ring to protect the whole electric circuit, improving the credibility of bandgap reference voltage.In the end, this design carried LVS and DRC of verification to the landscape used calibre verification tool that finally designs and passed a verification smoothly.Key Words: Layout; Bandgap reference voltage; Cadence; matching; Symmetry目录第1章引言 11.1选题背景及意义 11.2国内微电子发展状况1第2章 Bandgap简介 32.1 什么是Bandgap 32.2 Bandgap的原理 42.3 Bandgap的应用 6第3章 Virtuoso工具及版图绘制8 3.1 Cadence 软件介绍83.2 Virtuoso工具的使用103.2.1建立版图库103.2.2层选择窗的设置133.2.3版图编辑窗的设置143.2.4Virtuoso的常用快捷键16 第4章 Bandgap的版图设计174.1版图设计中的相关主题174.1.1器件的匹配规则174.1.2匹配管子的版图设计 224.1.3电阻版图设计254.1.4倒比管版图设计264.1.5双极型晶体管版图设计27 4.1.6电容版图设计284.2全局规划(floor plan) 314.2.1模块摆放314.3整体布线33第5章 Bandgap电路版图验证 345.1版图验证的概述 345.2版图的DRC验证 355.3 版图的LVS验证39结束语44参考文献45致谢46附录48外文资料原文51第1章引言1.1选题背景及意义随着IC工艺的发展,在模拟电路和数模混合电路中,片内集成的基准源电路已被普遍采用,它是集成电路中的一个重要模块。
多层次光刻技术实现三维微结构的制造光刻技术是一种常用于微电子制造过程中的关键技术之一，它可以实现精确的图案转移，从而制造出具有微米级甚至纳米级结构的器件。
随着科技的进步和需求的提升，针对三维微结构的实现需求也越来越迫切。
多层次光刻技术应运而生，通过多次光刻和层叠，实现微观和宏观结构的精细制造。
本文将重点探讨多层次光刻技术在三维微结构制造中的应用和实现方法。
一、多层次光刻技术概述多层次光刻技术是一种通过多次重复光刻过程的方法，能够在同一样品上实现不同深度或高度的微结构。
这种技术的实现需要借助于掩膜对光的传播和反射进行控制，从而实现所需的结构形状。
二、多层次光刻技术的实现方法1. 掩膜设计：根据所需的三维结构形状，设计相应的掩膜图案。
多层次光刻技术的关键在于掩膜的合理设计，掩膜应包含多个层次的结构信息。
2. 光刻胶涂布：在样品表面涂覆光刻胶，通过旋涂或者喷涂等方式均匀覆盖光刻胶。
光刻胶在光刻过程中起到了传递掩膜图案的关键作用。
3. 曝光：将掩膜与光刻胶相接触，并通过曝光机将特定波长的光照射到掩膜上。
此时，光刻胶中的化学反应会受到光的照射而发生变化。
4. 显影：将曝光后的样品放入显影液中，显影液能够溶解光刻胶中未曝光的部分，从而形成所需的图案结构。
5. 清洗：为了保证样品的质量和结构完整性，需要将样品进行清洗，去除掉显影液和未固化的光刻胶。
以上为基本的多层次光刻技术实现方法，通过重复这些步骤，可以在同一样品上实现不同层次、不同深度的三维微结构制造。
三、多层次光刻技术的应用领域1. 光子晶体：光子晶体是一种具有周期性结构的光学材料，其制备需要借助于多层次光刻技术。
通过多次光刻和层叠，可以在光子晶体中制造出具有周期性的微结构，从而实现对光的传播和控制。
2. 微透镜阵列：多层次光刻技术可用于制造微透镜阵列，这种阵列可以应用于光学信号处理、光通信等领域。
通过多次光刻，可以制造出微透镜阵列中的微型透镜，实现对光的聚焦和散焦。
万方数据
１６微细加工技术２００２年
微光学、微机械等微光刻各个领域的复杂图形设计，是一种实用性很强的软件模块。
２系统结构与功能
该系统的结构为
主控制面板是该系统和用户的交互界面，当该系统运行时，它出现在屏幕上，如图：
在它上面有１４个按钮，它们分别激活相应的功能。
３程序原理
３．１集成电路版图设计工具软件的
＝次开发基础
集成电路版图设计工具软件的二次开发有两种形式：解释式和编译式。
在这里我们运用编译式，因为它更加灵活，能实现更多的功能，以ＬＥＤＩＴ二次开发为例，要求加入ｌｄａｔａ．ｈ的头文件，而且要有ＵＰＩ接口函数。
ｌｄａｔａｈ中包含了ＬＥＤＩＴ中各种数据类型和一些操作函数的定义，在编程时可以方便地加以利用。
ＵＰＩ接口函数是用来向ＬＥＤＩＴ主程序通讯的。
每一个二次开发的程序都要求有一个注册函数，例如：利用１．ＭａｃｒｏＢｉｎｄＴｏＭｅｎｕ（）函数在主程序的主菜单中注册子菜单，利用ＬＭａｃｒｏＢｉｎｄＴｏＨｏｔＫｅｙ（）函数在主程序中注册热键，此外，ＬＭａｃｒｏＲｅｇｉｓｔｅｒ（）函数则是用以注册主函数的．主程序要调用二次开发程序时，就通过这些注册函数（这些函数就相当于Ｃ语言中的ｍａｉｎ（）函数）。
３．２基本图形的生成
集成电路掩模版图最基本的图形通常归纳为多边形、矩形（ＢＯｘ）和带设定宽度的线条，原则上任何复杂的图形都可以按多边形处理，所以为处理方便，本软件把所有图形都要转换为多边形。
对于圆环，椭圆环生成图形就要在其中加入一条辅助线把它分割为多边形。
这时内圆环和外圆环点的方向应该是不同的，如内圆环是顺时针，则外圆环就要为逆时针。
由于图形发生器对多边形图形的顶点数有限制，最多不得超过２００个点，所以在多边形处理时，还要把多于２００个点的图形进一步分割为小的图形。
本程序可以很方便地用鼠标激活圆环、螺旋线、椭圆、椭圆环、扇形、扇形环及波带片等对话框，然后在对话框的参数输入条下分别输入中心坐标值、内外径数值、环数、扇区角度、扇区间隔、弧线等分数及波长和焦距等参数，就能自动生成单环或多环图形、单个或多个扇区图形，甚至可很方便地生成任意等边多边形。
同时本程序还设计了一种方便的条形码生成器。
条形码是投影光刻机用以识别光掩模标签信息的图形，它是用宽窄两种实条和空条通过不同的组合来表示２４个字母和１０个数字。
本程序可以用鼠标击活条形码生成模块，按对话框的要求输入由数字和字母组成的字符串，程序可以自动地生成规定的条形码图形。
３．３表达式图形绘制
表达式图形绘制模块能方便地生成用公式描述的曲线图形。
用户激活表达式对话框后，输入所需要的表达式。
表达式可包含由数字组成的数值；四则运算符：＋、一、＊、／；乘方：‘；开方：ｓｑｒｔ；括号（、）；ｉ角函数：ｓｉｎ、
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