在集成電路設(shè)計流程中，完成電路原理圖設(shè)計后，最重要的環(huán)節(jié)就是版圖（Layout）設(shè)計和后續(xù)的仿真驗證。本文將基于Cadence Virtuoso平臺，詳細介紹反相器從Layout繪制到后仿真的完整流程。
一、反相器Layout設(shè)計
1. 創(chuàng)建Layout視圖
在Library Manager中，為之前設(shè)計的反相器電路創(chuàng)建Layout視圖。使用快捷鍵『Ctrl+N』新建cell view，選擇『Layout』類型。
- 版圖繪制要點
- 層次選擇：根據(jù)工藝文件(pdk)要求，正確選擇各層（如N阱、有源區(qū)、多晶硅、金屬等）
- 尺寸匹配：PMOS和NMOS的尺寸要與原理圖設(shè)計完全一致
- 接觸孔布置：合理布置源極、漏極和柵極的接觸孔
- 電源布線：VDD和GND使用高層金屬，確保良好連接
3. 具體繪制步驟
(1) 繪制N阱區(qū)域，包含PMOS管
(2) 繪制P+和N+注入?yún)^(qū)
(3) 布置多晶硅柵極，確保柵長與設(shè)計一致
(4) 添加金屬1連接，形成完整電路
(5) 添加輸入輸出端口標識
二、DRC檢查
完成Layout后必須進行DRC（設(shè)計規(guī)則檢查）：
- 在Virtuoso界面選擇『Verify』→『DRC』
- 設(shè)置正確的工藝規(guī)則文件
- 檢查并修正所有DRC錯誤
- 確保版圖符合代工廠的工藝要求
三、LVS驗證
LVS（版圖與原理圖比對）確保Layout與Schematic一致：
- 運行LVS工具
- 檢查網(wǎng)絡(luò)匹配和器件匹配
- 解決不匹配問題，直至通過驗證
四、寄生參數(shù)提取
使用PEX（寄生參數(shù)提取）工具：
- 提取版圖中的寄生電阻、電容
- 生成包含寄生效應(yīng)的網(wǎng)表文件
- 為后仿真提供準確的電路模型
五、后仿真分析
- 創(chuàng)建后仿真配置
- 使用ADE L設(shè)置仿真環(huán)境
- 加載PEX提取的網(wǎng)表
- 設(shè)置與前仿真相同的激勵和參數(shù)
- 關(guān)鍵性能指標對比
- 傳輸特性曲線
- 開關(guān)閾值電壓
- 上升/下降時間
- 傳播延遲
- 功耗分析
- 結(jié)果分析要點
- 對比前仿真與后仿真結(jié)果差異
- 分析寄生效應(yīng)帶來的性能影響
- 評估版圖布局的優(yōu)化空間
六、常見問題與解決
- DRC錯誤：檢查最小間距、寬度等規(guī)則
- LVS不匹配：確認器件尺寸、連接關(guān)系
- 后仿真性能下降：優(yōu)化布線、減少寄生
反相器的Layout設(shè)計和后仿真是IC設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)，通過嚴格的DRC/LVS檢查和準確的寄生參數(shù)提取，可以確保設(shè)計在實際制造中的可靠性。建議初學(xué)者在完成每個步驟后都仔細檢查，積累版圖設(shè)計經(jīng)驗。
