《ic單元版圖設(shè)計(jì)》ppt課件-文庫(kù)吧
2024-12-20 19:24 本頁面
【正文】 top view cross sectional view substrate poly oxide metal contact body head 12 ? 實(shí)際電阻分析： 在 CAD畫圖中做出來的電阻器經(jīng)常是明顯地小于或者大于你所畫的， 被稱為 δ 項(xiàng)，需要在公式里對(duì)該項(xiàng)進(jìn)行補(bǔ)償。 接觸區(qū)誤差： 接觸孔刻蝕的時(shí)候，得到的實(shí)際接觸孔尺寸和寬度產(chǎn)生了誤差，我們 稱之為寬度的 δ（也稱為公差、誤差、變化量、尺寸變化、溢出或者 變化）。 δ可正可負(fù)，即過加工或者欠加工。寬度、長(zhǎng)度變化分別用 δW和 δ L表示。如假設(shè) W是 4um，而 δW是 ，這表明實(shí)際的寬度最大是 ，最小是 ，大小取決于 δ表示的是過加工還是欠加工。 “體區(qū)誤差” 和“頭區(qū)誤差”同樣也需考慮。電阻公式改寫為： R = [(Lb +δ Lb )/(Wb +δ Wb )] ρb + 2[(Lh +δ Lh )/(Wh +δ Wh )] ρ h + 2 [Rc/(Wc+δWc)] 基本 IC單元版圖設(shè)計(jì) – 電阻 13 練習(xí)題 ? 某電阻器的圖形尺寸為：長(zhǎng)度 =95um，寬度 =12um，材料的電阻率為每方 65歐姆。在制造時(shí)，測(cè)量得到的電阻器的寬度減小了 ，實(shí)際電阻值是多少呢？ 14 ? 實(shí)際電阻分析：擴(kuò)展電阻 基本 IC單元版圖設(shè)計(jì) – 電阻 small spread region big spread region uncertain region uncertain region 15 ? 實(shí)際電阻分析：擴(kuò)展電阻 當(dāng)電子離開接觸區(qū)后，電子傳播的實(shí)際路徑是逐漸展開的，直到它們 最終達(dá)到整個(gè)多晶硅寬度。所表現(xiàn)出的電阻稱之為“擴(kuò)展電阻”。 擴(kuò)展電阻和許多因素有關(guān)。如果采用的是寬接觸區(qū)和寬電阻條結(jié)構(gòu)， 這種影響可以忽略。但如果一個(gè)電阻的接觸區(qū)設(shè)計(jì)的較小且非?？? 近，以至于電子沒有足夠的時(shí)間展開到多晶硅全部寬度方向， 電流分 布的寬度小于多晶硅的設(shè)計(jì)寬度 ，此時(shí)需考慮因擴(kuò)展而帶來的誤差。 有些制造商允許金屬與接觸延伸到多晶硅之外，這消除了展開區(qū)的問 題。能否這樣設(shè)計(jì)取決于工藝技術(shù)。 對(duì)于接觸電阻和擴(kuò)展電阻項(xiàng)精確而詳細(xì)的計(jì)算隨制造商的不同而變， 并且這屬于商業(yè)秘密。有多種技術(shù)和公式用于 ic制造去確定擴(kuò)展電阻 項(xiàng)，這些技術(shù)和公式的大部分是不公開的。 總電阻方程： R = rb + 2rh + 2rc + 2rs （“ rs”是來自于擴(kuò)展區(qū)的電阻，擴(kuò)展因子，見工藝手冊(cè)。） （也有將接觸電阻和擴(kuò)散電阻組合在一起以一個(gè)單獨(dú)項(xiàng)表示的） 基本 IC單元版圖設(shè)計(jì) – 電阻 16 ? 實(shí)際的最小電阻尺寸： 制造商可以很好地控制中部區(qū)域（體區(qū)）的材料，但對(duì)外部的區(qū)域，如頭區(qū)或接觸區(qū)的控制不太理想。 因?yàn)槟承?δ 項(xiàng)可能會(huì)比較大，如 ，因此應(yīng)保持最小體區(qū)長(zhǎng)度為 10um，這將使你的誤差下降到百分之一。如果需要一個(gè)相當(dāng)精確的電阻，則要確保體區(qū)長(zhǎng)度為 10um或更長(zhǎng)，以使 δ 的影響最小化。 “確保體區(qū)長(zhǎng)度至少達(dá)到 10um，寬度 5um?！? 則電阻器的最小寬度也應(yīng)為 5um。 經(jīng)驗(yàn)法則 ： 對(duì)高精度要求，將電阻做寬，做長(zhǎng)，或即寬又長(zhǎng) 。 （經(jīng)驗(yàn)是給出至少是 10微米長(zhǎng)， 5微米寬） 基本 IC單元版圖設(shè)計(jì) – 電阻 17 思考題 1. 某電阻需要通過 100微安電流，該電阻寬 3微米，如果它的電流密度值為 /微米，該電阻能可靠工作嗎？ 2. 假設(shè)需要一個(gè)能承受 12毫安電流的電阻。其大小為 50歐姆，并且要求其對(duì)工藝變化不敏感。有三個(gè)選擇： 多晶硅：電流密度為 ,薄層電阻率為 225； N阱：電流密度為 ,薄層電阻率為 870； 擴(kuò)散電阻：電流密度為 ,薄層電阻率為 1290； 那個(gè)能滿足設(shè)計(jì)要求呢？ 18 2 19 ? 特殊要求的電阻 : 通常情況下，在 CMOS工藝中只有一些低電阻率的材料。 通常，體區(qū)材料的最小寬度比接觸區(qū)材料的最小寬度小。 =〉 “狗骨” 采用折彎結(jié)構(gòu)的 “折彎型電阻器” 可以減小占用空間大小。 計(jì)算方塊數(shù)的經(jīng)驗(yàn)法則： 直線區(qū)按方塊數(shù)計(jì)算，而每個(gè)拐角僅按半方計(jì)算。 一般來說， 2k歐姆的電阻比較容易設(shè)計(jì)。 小電阻 高精度：可以利用大塊的金屬。金屬將滿足低電阻的要求，大尺寸則將使 δ 項(xiàng)的影響最小化，有助于提高精度。 基本 IC單元版圖設(shè)計(jì) – 電阻 高阻值電阻的狗骨結(jié)構(gòu) 1 2 5 4 3 方塊數(shù) =5+2個(gè)拐角 =6方 20 21 ? 設(shè)計(jì)的重要依據(jù) : 電流密度 對(duì)于選擇電阻的寬度，電流密度是重要的。 如果需要通過電阻大量的電流，你會(huì)使用一個(gè)大的、粗的線。 電流密度是材料中能夠可靠流過的電流量。 工藝手冊(cè)中有關(guān)于某些特定材料電流密度的介紹，工藝中任何能夠被 用于傳導(dǎo)電流的材料都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的電流密度，制造商的這些數(shù)據(jù)是 根據(jù)薄層厚度來確定的。 典型的電流密度大約是 “每微米寬度 ”。和寬度有關(guān)是因?yàn)樵O(shè)計(jì)得越寬，能夠通過的電流越多。 有時(shí)，在工藝手冊(cè)中會(huì)告知“熔斷電流”大小，就是在一定的時(shí)間內(nèi)毀 壞電阻所需的電流
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