Virtuoso Fluid Guard Ring 教程

本文始于2022年11月,发布于个人微信公众号(LSTK_LAY)上,后于2024年5月搬于个人博客上。以Virtuoso 6.1.8-64b版本讲解Virtuoso Fluid GuardRing相关的知识,给那些刚入此行的新人又或想了解此方面知识的人一点参考。

阅读本文你将了解Fluid GuardRing和Multipart Path Guard Ring两者的区别,以及FGR相关的基础知识和相关的制作和编辑的方法。

在前面文章中介绍了Multipart Path Guard Ring(以下简称:MPP-GR)的详细制作方式。点击如下链接查看:Virtuoso Multipart Path GuardRing详细制作教程

此篇文章我们将先介绍下MPP-GR和Fluid Guard Ring(以下简称:FGR)的区别,然后再介绍下FGR的制作方式和相关操作。


1. MPP-GR与FGR区别

首先它们是同一个东西,都是我们版图中所必须要用的Guard Ring。只不过它们的实现方式是通过不同的软件方法。MPP-GR的制作更像是一层一层的搭起来,各种参数需要制作者提前计算好,制作起来比较繁琐。后期的使用也会有一定的局限性,比如:CO孔数或Metal宽度的改变,那么我们之前做好的MPP-GR中的一些参数就需要重新计算,然后手动更新;

而FGR可以认为是MPP-GR的升级,我们只需要添加Guard Ring的相关层次和填写相关满足DRC的参数即可,其他的参数软件会自动计算,无需制作者再额外计算。另外FGR使用的灵活性也大大提高,比如:CO孔数或Metal宽度的改变,制作者只需填写相关需要更改的数值,其他参数软件都会自动调整。所以FGR不管是从制作还是使用方面都提高了一个档次。

打个比方:Excel表格中有100个数字需要计算,MPP-GR可以认为是一个一个加起来最终得到答案;而FGR可以认为是利用Excel中自带的加法函数来计算最终得到答案。

现在相信大家对MPP-GR和FGR有了一定的了解。

2. 创建FGR

步骤1:运行Virtuoso,打开CIW(Cadence Interaction Windows)窗口,点击菜单栏中Tools—Technology File Manager…弹出对应对话框,然后点击Guard Ring,弹出对应Install Guard Ring对话框;

步骤2:在Install Guard Ring 界面,以制作Psub guard ring(以下简称:PGR)为例填写好相关参数;如下图所示:

Main Layer中选择Diffusion或者选择Metal将决定后面Create Guard Ring界面中Path width值代表哪个宽度;选metal则Path width代表Metal宽度,反之代表Diffusion宽度;

Pin表示注入层和Well层是否分配和metal相同的连接关系;一般不做选择;

Cover Interio表示在FGR中注入层和Well层是否是空心的还是被填充的;

步骤3:在Install Guard Ring 界面,选择Rule选项;按描述填好相关参数,如下图;

点击Show Rules选项,会弹出如下左边对话框;

其中Rule Browser Color为标识规则的箭头颜色层;

鼠标点击各个参数选项框会发现在Rules Browser 窗口中会依次出现对应的箭头来表示相关参数的意义,比较直观。

Parameter Defaut选项一般我们不做设置,选择默认即可,这里不做介绍。

步骤4:点击OK,保存制作的FGR到对应的技术库中;

至此FGR的安装制作就完成了。

在这里读者可以回顾下MPP-GR的制作,是不是觉得FGR的设置非常的简单。

3. 编辑FGR

(1)FGR的生成

打开layout界面,菜单栏点击CreateFluid Guard Ring…,弹出如下对话框;

可以看到在Create Guard Ring界面中,有4个选项,分别代表着画出FGR的4种方式;具体解释如下:

Wrap表示自动生成一个围绕在器件周围的Guard Ring;

Path:表示可以生成一个路径式的Guard Ring;

Rect:表示可以生成一个矩形的Guard Ring;

Polygon:表示可以使用多边形来生成一个Guard Ring;

由于上面4种方式差别不大,这里就以Wrap方式来举例说明,其他3种读者可自己操作。在Wrap选项中;

Technology:对应技术库名称;

Device:对应安装的Guard Ring器件,如果有安装多个,可以下拉选择;

Contact Row:代表Guard Ring中Contanct孔的排数;

Path width:代表Main Layer中选择的类型的宽度;

RectangularRectilinear:表示Guard Ring是以矩形方式还是以直线的方式体现;

Wrap common:表示在对多个器件生成Guard Ring时,是生成单个Guard Ring还是多个Guard Ring,如下图;

Place at Minimum Distance Enclose by:表示生成Guard Ring与器件的距离,取消勾选可以按需求填入相关值;

Contact Settings选项中;

Match Contact Enclosures:勾选表示OD和Metal Over Contact的距离是一样的;

Implant Layers选项中;可以调整注入层和Well层的相关参数;

Outer Rings 选项中;

Number of Rings:表示需要添加Ring的个数;

(2)灵活编辑FGR

打开layout界面,菜单栏点击EditFluid Pcell会出现对FGR的各种编辑的命令,如下图;

Chop:FGR全层切割;

Merge:合并FGR;

Convert to Polygon:转换shape type从path到polygon,方便拉伸;

Tunnel:FGR单独层或多层切割;

Heal:恢复被切割的FGR层;

Clean Overlapping Contacts:清除重合FGR上的Contacts孔;

Clean Guardring Cache:清除FGR缓存;

ChopMergeHealClean Overlapping Contacts比较简单这里不在过多介绍,读者可以自行尝试。

下面将结合视频的方式来介绍下Convert to PolygonTunnel命令对FGR的操作;

1、Convert to Polygon 

2、Tunnel

点击Edit-Fluid PcellTunnel然后按F3,出现如下对话框;

Tunnel Shap:表示切割FGR的方式;

其中PathRectanglePolygon三种方式基本相同,所切FGR的层均需要手动选择;这里选择Rectangle为例说明,如下图;

Overlapping Shape:表示FGR与相关层重叠干涉后,切除FGR自身干涉的部分;

Use Layer-Purpose of the Shape:勾选表示FGR自身要切除的层和重叠干涉层一致,如果不勾选则需要手动选择需要切割的层;

相关视频如下:

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