像GaN、SiC,、第三代半導(dǎo)體、車用功率器件等功率器件是處理高電壓、大電流的半導(dǎo)體分立器件，常用在電子電力系統(tǒng)中進(jìn)行變壓、變頻、變流及功率管理等。功率器件和芯片都是半導(dǎo)體技術(shù)的產(chǎn)物，從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造到封裝應(yīng)用都有相似之處。與傳統(tǒng)芯片相比，功率器件總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、光罩層數(shù)更少，其設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)常常來(lái)自工藝開(kāi)發(fā)及器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

從版圖上看，功率器件與傳統(tǒng)芯片的最大區(qū)別是功率器件的版圖中需要近似曲線的圖形結(jié)構(gòu)。如圖1中是功率器件的版圖局部，可以看到源極、漏極兩端都有近似半圓的曲線結(jié)構(gòu)；圖2是CMOS版圖示例，可以看到其圖形都是橫平豎直或45度斜向的圖形組合。這是因?yàn)楣β势骷榱四馨踩煽康墓ぷ髟诖箅娏鳌⒏唠妷旱那闆r下，其版圖圖形中的轉(zhuǎn)角區(qū)域、終端結(jié)構(gòu)上通常需要類似的曲線圖形結(jié)構(gòu)。

圖1：功率器件版圖局部

圖2：CMOS版圖示例

Tanner L-Edit是行業(yè)中不多見(jiàn)的可以支持曲線圖形繪制、編輯、布爾運(yùn)算以及邏輯派生的版圖工具，可以高效準(zhǔn)確地應(yīng)對(duì)功率器件版圖設(shè)計(jì)中的挑戰(zhàn)。

例如圖3中管腳Pad的基本圖形（圖3上）我們可以用矩形繪制完成，在其內(nèi)角、外角處需要做圓角的鈍化處理（圖3下）。Tanner L-Edit中有一組內(nèi)建的鈍化處理工具，可以選取指定的角分別設(shè)定內(nèi)角、外角的鈍化半徑實(shí)現(xiàn)自動(dòng)處理。如圖3中僅針對(duì)Pad本身的四個(gè)角分別設(shè)定了不同的內(nèi)、外角鈍化半徑實(shí)現(xiàn)處理，對(duì)下方長(zhǎng)直走線上的角并未處理。

圖3：管腳Pad圖形

陣列圖形也是功率器件中常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)，除了基本的二維陣列功能，Tanner L-Edit新版本中還提供了指定橫、縱向偏移值生成“一維”陣列的功能。版圖設(shè)計(jì)中出現(xiàn)定向重復(fù)擺放時(shí)便可使用“一維”陣列快速生成。

除了陣列功能以外，Tanner L-Edit針對(duì)重復(fù)圖形的規(guī)律擺放還隱藏了繼承上一步操作的能力。例如圖4中的蜂巢結(jié)構(gòu)，復(fù)制好的“蜂巢”通過(guò)自動(dòng)抓取特征點(diǎn)及參考點(diǎn)的功能組合實(shí)現(xiàn)對(duì)準(zhǔn)擺放后，再次復(fù)制出新的蜂巢，新蜂巢將按之前的操作規(guī)律自動(dòng)擺在相應(yīng)的位置。這一功能適用于選定的單一圖形及框選的多個(gè)圖形，因此復(fù)雜龐大的“蜂巢”結(jié)構(gòu)只需要鍵盤(pán)鼠標(biāo)的幾次敲擊就可以快速準(zhǔn)確的完成。

圖4：蜂巢結(jié)構(gòu)

單個(gè)“蜂巢”是正多邊形圖形，正多邊形可以用參考點(diǎn)和指定角度旋轉(zhuǎn)的功能手動(dòng)繪出，也可以調(diào)用工具包中包含的參數(shù)化單元T-Cell（Tanner中的pcell）來(lái)快速生成，最后通過(guò)鈍化工具將其外角鈍化處理。工具包中包含參數(shù)化單元全部源碼開(kāi)放，可以方便的移植到用戶的開(kāi)發(fā)項(xiàng)目當(dāng)中。

圖5：手動(dòng)繪制和參數(shù)化單元實(shí)現(xiàn)正多邊形Tanner L-Edit中的布爾運(yùn)算和邏輯派生支持的邏輯關(guān)系是定制版圖開(kāi)發(fā)工具中最豐富的，這兩個(gè)功能都是在原始圖形基礎(chǔ)上，根據(jù)指定的邏輯關(guān)系生成新的圖形，區(qū)別是布爾運(yùn)算更關(guān)注當(dāng)前設(shè)計(jì)，即根據(jù)選定的圖形和邏輯關(guān)系生成新的圖形；邏輯派生是基于當(dāng)前單元中所有源圖層上的圖形數(shù)據(jù)和指定的邏輯關(guān)系生成新圖層上的圖形。

圖6：Tanner L-Edit中的布爾運(yùn)算

功率器件中的場(chǎng)環(huán)（保護(hù)環(huán)）常在四端出現(xiàn)曲線結(jié)構(gòu)圖形，如圖7所示。

圖7：功率器件中的場(chǎng)環(huán)

如果一圈一圈的手動(dòng)繪制會(huì)比較繁瑣。通過(guò)定義邏輯派生，我們只需要繪制好中心區(qū)域的圖形，其外圍的保護(hù)環(huán)將由工具自動(dòng)生成。如圖8所示，中心區(qū)域的圖形可以是任意圖形：半圓、鈍化處理的正多邊形、任意角度曲線多邊形等。

圖8：邏輯派生的保護(hù)環(huán)

除了邏輯派生，Tanner L-Edit還可以做圖形位置關(guān)系的篩選和面積評(píng)估篩選，可以幫助設(shè)計(jì)者在版圖中檢出相應(yīng)的圖形，如圖9、圖10。

圖9：圖形位置關(guān)系Inside的選取

圖10：面積評(píng)估篩選

功率器件的開(kāi)發(fā)常常是器件結(jié)構(gòu)和工藝的聯(lián)合開(kāi)發(fā)，因此版圖數(shù)據(jù)的規(guī)則檢查也需要工程師定制完成。雖然功率器件的圖層數(shù)量相對(duì)少些，但重疊或有拼接的圖形組合在一起通過(guò)人工檢查難免會(huì)有疏漏。Tanner L-Edit內(nèi)嵌了圖形化的設(shè)計(jì)規(guī)則定制檢查引擎，工程師可以很直觀的定義所需規(guī)則并結(jié)合版圖數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查并在版圖中給出準(zhǔn)確提示，參考圖11。

圖11：圖形化設(shè)計(jì)規(guī)則檢查

在功率器件版圖設(shè)計(jì)及規(guī)則驗(yàn)證中，Tanner L-Edit還有節(jié)點(diǎn)高亮追蹤、DXF格式兼容及修正、實(shí)時(shí)設(shè)計(jì)規(guī)則檢查、借助邏輯派生的復(fù)雜規(guī)則檢查、晶圓級(jí)版圖工具等等功能。相信可以幫助大家高效、準(zhǔn)確、便捷的完成版圖的開(kāi)發(fā)工作，在此不一一贅述，歡迎大家討論交流。

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