CMOS反相器设计：Cadence工具实战与工艺详解

本文档主要介绍了在集成电路设计实习中关于CMOS Inverter的基本门电路设计实验，这是单元实验一的第二次课内容。CMOS Inverter是逻辑电路中最基础的组件之一，它是一种电压控制的双极性开关，利用互补的NMOS和PMOS管实现低功耗和高速度的逻辑功能。在这个实验中，参与者将学习并实践以下关键知识点： 1. 实验目的：通过本实验，学生需掌握基本门电路的版图设计技巧，熟悉Cadence等专业设计软件如Virtuoso XL的使用，包括版图设计、电路原理图输入、电路仿真以及版图验证等步骤。这有助于他们了解实际集成电路制造过程中的技术细节。 2. 版图设计：实验中使用CSMC双硅三铝混合信号工艺，涉及的主要设计层包括：TB（tub和n阱）、TO（有源区，分为主栅极和源漏区）、GT（多晶硅栅极）、SP和SN（P+和N+注入区）、金属层（A1、A2、W1-W3）以及多晶硅电阻阻挡层（IM）、电容相关结构（PC和PT）。学生需要根据电路原理图，精确地在这些层上绘制和布局电路元件。 3. 初始版图生成：使用Virtuoso XL，一个定制版图设计工具，从电路图开始，学生需依次进行schematic view的打开、电路图编辑和版图导出的流程。这个过程涉及到电路设计原则和规则的应用，以及如何确保电路性能和物理实现的兼容性。 4. 实践环节：实验的核心部分是设计一个2与非门，这需要学生将理论知识转化为实际操作，通过模拟和仿真来验证设计的正确性和有效性。这个阶段旨在提升学生的实践技能和问题解决能力。 总结来说，CMOS Inverter的单元实验一是一个系统学习集成电路设计的基础环节，涵盖了电路设计、软件工具运用和版图实现等多个层面，对于理解数字电路工作原理和半导体制造工艺至关重要。通过这个实习项目，学生能够加深对电子电路设计流程的认识，并为后续更复杂的集成电路设计打下坚实的基础。