《ic單元版圖設(shè)計》ppt課件-文庫吧
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，需要在公式里對該項進行補償。 接觸區(qū)誤差： 接觸孔刻蝕的時候，得到的實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 – 電阻 13 練習(xí)題 ? 某電阻器的圖形尺寸為：長度 =95um，寬度 =12um，材料的電阻率為每方 65歐姆。在制造時，測量得到的電阻器的寬度減小了 ，實際電阻值是多少呢？ 14 ? 實際電阻分析：擴展電阻 基本 IC單元版圖設(shè)計 – 電阻 small spread region big spread region uncertain region uncertain region 15 ? 實際電阻分析：擴展電阻 當(dāng)電子離開接觸區(qū)后，電子傳播的實際路徑是逐漸展開的，直到它們 最終達(dá)到整個多晶硅寬度。所表現(xiàn)出的電阻稱之為“擴展電阻”。 擴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。但如果一個電阻的接觸區(qū)設(shè)計的較小且非?？? 近，以至于電子沒有足夠的時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)計寬度 ，此時需考慮因擴展而帶來的誤差。 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)計取決于工藝技術(shù)。 對于接觸電阻和擴展電阻項精確而詳細(xì)的計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制造去確定擴展電阻 項，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”是來自于擴展區(qū)的電阻，擴展因子，見工藝手冊。） （也有將接觸電阻和擴散電阻組合在一起以一個單獨項表示的） 基本 IC單元版圖設(shè)計 – 電阻 16 ? 實際的最小電阻尺寸： 制造商可以很好地控制中部區(qū)域（體區(qū)）的材料，但對外部的區(qū)域，如頭區(qū)或接觸區(qū)的控制不太理想。 因為某些 δ 項可能會比較大，如 ，因此應(yīng)保持最小體區(qū)長度為 10um，這將使你的誤差下降到百分之一。如果需要一個相當(dāng)精確的電阻，則要確保體區(qū)長度為 10um或更長，以使 δ 的影響最小化。 “確保體區(qū)長度至少達(dá)到 10um，寬度 5um?！? 則電阻器的最小寬度也應(yīng)為 5um。 經(jīng)驗法則 ： 對高精度要求，將電阻做寬，做長，或即寬又長 。 （經(jīng)驗是給出至少是 10微米長， 5微米寬） 基本 IC單元版圖設(shè)計 – 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)需要一個能承受 12毫安電流的電阻。其大小為 50歐姆，并且要求其對工藝變化不敏感。有三個選擇： 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； 擴散電阻：電流密度為 ,薄層電阻率為 1290； 那個能滿足設(shè)計要求呢？ 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。 計算方塊數(shù)的經(jīng)驗法則： 直線區(qū)按方塊數(shù)計算，而每個拐角僅按半方計算。 一般來說， 2k歐姆的電阻比較容易設(shè)計。 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 項的影響最小化，有助于提高精度。 基本 IC單元版圖設(shè)計 – 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個拐角 =6方 20 21 ? 設(shè)計的重要依據(jù) : 電流密度 對于選擇電阻的寬度，電流密度是重要的。 如果需要通過電阻大量的電流，你會使用一個大的、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對應(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)是因為設(shè)計得越寬，能夠通過的電流越多。 有時，在工藝手冊中會告知“熔斷電流”大小，就是在一定的時間內(nèi)毀 壞電阻所需的電流
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