W pakiecie CADENCE możliwa jest parametryzacja zaprojektowanych wcześniej podstawowych celek mikrostruktur. Celki te po parametyzacji nazywane są celkami master (master cell). Na ich podstawie wprowadzając z zewnątrz odpowiednie parametry można tworzyć a następnie implementować w projekcie celki o odpowiednich wymiarach geometrycznych albo korzystając z funkcji dziedziczenia parametrów (inherited parameters) celki charakteryzująca się żądanymi wyjsciowymi parametrami końcowymi (np. czułość urządzenia itp.). Sam proces parametryzacji nie różni się w zasadzie niczym od procesu parametryzacji podstawowych celek cyfrowych, jednak ze względu na wielkość podstawowych celek mikrostruktur może okazać się nieco trudniejszy. Podstawową zaletą celek parametryzowanych jest umożliwienie szybkiego i nieskomplikowanego generowania wybranego elementu. Element ten może być w łatwy sposób dostosowywany do indywidualnych potrzeb projektanta poprzez podanie konkretnych wartości parametryzujących strukturę.

• wykonanie podstawowej celki parametryzowanej (master cell) na podstawie zaprojektowanej w ćwiczeniu nr 6 struktury mikromaszynowej przetwornika elektro – termicznego. Przykładowymi parametrami wejściowymi celki będą:

1. ilość termopar
2. szerokość rezystora grzejnego
3. szerokość mostu
4. długość mostu
5. szerokość termopary
6. odległość pomiędzy rezystorem grzejnym a zestawem termopar

• opanowanie projektowania i parametryzacji złożonych struktur mikroczujników przy pomocy programu Virtuoso Layout Editor

Dzięki zastosowaniu biblioteki celek parametryzowanych projektowanie konkretnego elementu nie musi zaczynać się od poznawania technologii i żmudnego nakładania kolejnych masek. Wykorzystując celki parametryzowane tworzenie wybranej struktury ogranicza się do podania podstawowych parametrów parametryzujących obiekt.

rys. 1

Następnym etapem jest przekonwertowanie powyższej mikrostruktury do celki parametryzowanej. W tym celu należy w menu TOOLS wybrać opcje PCELL. Powoduje to pojawienie się polecenia PCELL w głównym pasku zadań edytora layout’u. Uzyskane w ten sposób nowe opcje pozwalają na parametryzację celki. Podstawowymi opcjami parametryzującymi są:

• Stretch (Rozciągnij) - pozwala na rozciąganie wybranych kształtów w odpowiednim kierunku (stretch in X , Y)
• Conditional Inclusion (Warunkowe włączenie)
• Repetition (Powtarzanie) – umożliwia powtarzanie zaznaczonych kształtów w odpowiednim kierunku.
• Parametrized Shapes (Parametryzowanie kształtów)
• Inherited Parameters (tzw. Dziedziczone parametry) – funkcja pozwalająca wprowadzać dodatkowe dowolnie zdefiniowane parametry (np.: czułość, wrażliwość) opisywane przez wyrażenia zawierające parametry podstawowe (np.: długość, szerokość itp.).Kompilacji dokonuje się poprzez wybranie z menu PCELL polecenia COMPILE ® TO PCELL

1. Przejść do katalogu ~/microsensors i uruchomić Cadence poleceniem startmems&
2. Przejść do programu Library Manager i w bibliotece microsensors odszukać celkę o nazwie ETConverter
3. Skopiować widok layout.param celki ETConverter do widoku layout.1
4. Otworzyć widok layout.1. Powinien się wtedy uruchomić program Virtuoso Layout Editor z layout’em przetwornika elektro – termicznego
5. Z menu wybrać polecenie Tools -> Pcell. W menu głównym okna powinna pojawić się dodatkowa grupa poleceń Pcell. W ten sposób została utworzona podstawowa celka tzw. Master Cell.

1. Z menu wybrać polecenie Pcell -> Stretch -> Stretch in X
2. Poprowadzić linię pokazaną na rys. 2 (linia pogrubiona) i kliknąć podwójnie myszą w koniec linii. Pojawi się wtedy formularz rozciągania w kierunku poziomym (rys. 3)



rys. 2

3. Wypełnić formularz zgodnie ze wzorem na rys. 3 i kliknąć OK

1. Z menu wybrać polecenie Pcell -> Repetition -> Repeat in X
2. Zgodnie z poleceniem zaznaczyć oba kontakty na rezystorze grzejnym i kliknąć podwójnie na jeden z nich
3. Po pojawieniu sie poniższego formularza wypełnic go jak na rysunku poniżej

1. Z menu wybrać polecenie Pcell -> Stretch -> Stretch in Y

2. Poprowadzić linię pokazaną na rys. 5 (linia pogrubiona) i kliknąć podwójnie myszą w koniec linii. Pojawi się wtedy formularz rozciągania w kierunku pionowym (rys. 6)



rys. 5

 

3. Wypełnić formularz zgodnie ze wzorem na rys. 6 i kliknąć OK

1. Z menu wybrać polecenie Pcell -> Repetition -> Repeat in Y

2. Zgodnie z poleceniem zaznaczyć obie termopary na moście i kliknąć podwójnie na jedną z nich
3. Po pojawieniu sie poniższego formularza wypełnic go jak na rysunku poniżej

1. Z menu wybrać polecenie Pcell -> Stretch -> Stretch in X
2. Poprowadzić linię pokazaną na rys. 8 i kliknąć dwa razy myszą w koniec linii. Pojawi się wtedy formularz rozciągania w kierunku poziomym (rys. 9).

1. Wypełnić formularz jak pokazano poniżej

4. W identyczny sposób poprowadzić symetryczną względem środka mikrostruktury linię parametryzującą jak to przedstawiono na rysunku poniżej.

 

 

 

 



rys. 10

5. Wypełnić formularz jak to przedstwiono na poniższym rysunku

Rozciągnięcie mikrostruktury w poziomie spowoduje złamanie reguły projektowania dotyczącej przestrzegania wielokrotności kąta 45 stopni. Dotyczy to obszaru wytrawianego, który zostanie w ten sposób zniekształcony. Aby temu zapobiec należy rozciągać równocześnie mikrostrukture w pionie tak by kąty zostały zachowane. Najlepszym rozwiązaniem jest dodanie dodatkowych linii parametryzujących tak jak to przedstawiono na rysunku poniżej. W tym celu należy poprowadzić linię rozciągającą w kierunku Y i wypełnić poniższy formularz.

W celu zachowania symetrii struktury należy poprowadzić drugą analogiczną linię rozciągającą dolny obszar przeznaczony do wytrawienia. Poprowadzoną linię przedstawiono poniżej wraz z odpowiadającym jej formularzem.

Skompilować celkę parametryzowaną wywołując polecenie Pcell -> Compile -> To Pcell i upewnić się o braku błędów podczas kompilacji (w oknie głównym Cadence)

Zapisać celkę wywołując polecenie Design -> Save (F2)

Wyświetlić informację o parametrach celki. W tym celu wybrać polecenie Pcell -> Parameters -> Summarize

Przejść do programu Library Manager. Odszukać bibliotekę Microsensors i utworzyć w niej nową celkę o nazwie testPCell (rys. 16)

Otworzyć widok layout celki testPCells i wypróbować sparametryzowaną mikrostrukturę dla różnych wartości parametrów. Do tego celu użyć polecenia Create -> Instance... (i) (rys. 17)

rys. 17

Na rysunku 18 przedstawiono mikrostrukturę po przykładowej poprawnej parametryzacji.

Tabela 2 pokazuje zależności między niektórymi parami warstw, takie jak minimalny odstęp między obiektami na tych warstwach oraz minimalny margines, z jakim obiekt na jednej warstwie musi otaczać obiekt na drugiej warstwie