ic單元版圖設(shè)計(jì)ppt課件(編輯修改稿)
2025-01-31 19:24 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 大小。 Imax = D * W Imax：最大允許可靠流過(guò)的電流 mA D： 材料的電流密度 mA/um W： 材料的寬度 um 基本 IC單元版圖設(shè)計(jì) – 電阻 22 ? 基本材料的復(fù)用 : pmos/nmos晶體管去掉柵，就可以得到一些我們想要的電阻，這些電阻被稱(chēng)為“ 擴(kuò)散電阻” 。對(duì)于擴(kuò)散電阻器版圖設(shè)計(jì)特別需要注意的是作為偏置連接的第 三個(gè)電極（襯底連接到最正 /負(fù)的電源）。 擴(kuò)散電阻和多晶硅電阻比較： 擴(kuò)散電阻： 在襯底上進(jìn)行擴(kuò)散制得。邊界不清晰，在加工中擴(kuò)散區(qū)的擴(kuò)散使 它們不太容易控制。 多晶硅電阻：柵也是由多晶硅制造的，所以多晶硅是存在的材料，多晶硅層沉 積在表面，可以精確地控制厚 /長(zhǎng) /寬度。 “雙層多晶硅工藝”：一層多晶硅作柵，一層作電阻。 基本 IC單元版圖設(shè)計(jì) – 電阻 多晶硅電阻 擴(kuò)散電阻 低的功率耗散 高的功率耗散 寄生小 寄生較大 易于工藝控制 工藝控制較難 典型薄層電阻率小 薄層電阻率可大可小 兩電極器件 三電極器件 23 24 ? 阱是低摻雜的，方塊電阻較大，因此大阻值的電阻亦可以用阱來(lái)做。 25 26 ? 各種能用于制作電阻的材料有： 1. 去掉柵的 P型器件； 2. 去掉柵并且橫著全部做成 P+，得到 P+電阻； 3. 如果需要，可以去掉柵，再去掉 P和 P+，只在 N阱中制作N+構(gòu)成 N阱電阻。 利用已有的可用材料構(gòu)造電阻可以節(jié)省費(fèi)用，減少問(wèn)題和試驗(yàn)。 27 ? 電容概述： 電容器是一種能夠儲(chǔ)存一定量電荷，即一定數(shù)目電子的器件。電容器 存儲(chǔ)電荷的能力 稱(chēng)為電容。 隨著電壓頻率的增加，通過(guò)電容器的電流 AC電流會(huì)不斷增加。 基本 IC單元版圖設(shè)計(jì) – 電容 28 電容器的 DC特性 電容器的 AC特性 可以將電容器認(rèn)為是一個(gè)對(duì)頻率敏感的電阻。如果電容足夠大，當(dāng)某個(gè)頻率的電壓通過(guò)時(shí)，電路中仿佛根本不存在這個(gè)電容器，此時(shí)它更像一個(gè)阻值很小的電阻。 “電容器是對(duì)頻率敏感的電阻?！? 電容器的兩種阻斷情況：完全阻斷 dc和僅允許通過(guò)某種頻率的 AC信號(hào)。被稱(chēng)為 “隔直電容器” 或 “耦合電容器” 。 29 DC電源可能被許多噪聲所干擾 ，噪聲往往是高頻的 AC信號(hào)。因此，如果在電源上跨接一個(gè)電容器，高頻噪聲將會(huì)被短路到地。而 DC電壓被隔離，不會(huì)與地短接。 電容器有助于減少噪聲，旁路的電容器會(huì)將所有的高頻噪聲分流。這種電容器稱(chēng)之為 “去耦電容器” 。 30 ? 電容值： 在集成電路中，電介質(zhì)的厚度由所采用的制備工藝所限定。因此，單位面積的電容值是一個(gè)常數(shù) C1， C1由電介質(zhì)的厚度和介電常數(shù)決定。 與電阻一樣，制備得到的實(shí)際電容器尺寸可能會(huì)比設(shè)計(jì)值偏大或者偏小，稱(chēng)之為 δ ，計(jì)算長(zhǎng)度，寬度以及面積時(shí)應(yīng)該考慮。 基本 IC單元版圖設(shè)計(jì) – 電容 表面 /平面電容 Carea ：即為平行板電容 31 邊緣電容：當(dāng)電容非常小時(shí)，電容并不能完全根據(jù)單位電容按比例變化。通過(guò)測(cè)試大量不同尺寸的電容器，研究人員發(fā)現(xiàn)對(duì)于小的電容器，電容值比預(yù)想的要大。 研究發(fā)現(xiàn)沿著極板的邊緣隱藏著電容，稱(chēng)為邊緣電容。在遠(yuǎn)離電容器邊緣的區(qū)域，邊緣電容可以忽略。 邊緣電容 Cperiphery ： 單位邊緣電容常數(shù)乘以電容器的總周長(zhǎng) 總電容 ： Ctotal = Carea + Cperiphery= L*W*C1 + (2(L+ )+2(W+ ))C2 ?32 基本 IC單元版圖設(shè)計(jì) – 電容 練習(xí)題： 33 ? N阱電容器： N阱與多晶硅覆蓋部分的面積即為電容器的面積。 由于 N阱存在電阻，因此 N阱電容器的下極板明顯存在著串聯(lián)電阻。可通過(guò)在上極板的兩邊或四邊都放置接觸孔的方法來(lái)降低串聯(lián)電阻。 ? 擴(kuò)散電容器： 上極板使用一大塊多晶硅柵，下極板使用 N阱，柵下面的二氧化硅作為電介質(zhì)，用 n+作為下極板 N阱的接觸區(qū)，因?yàn)樯蠘O板是 一大塊柵 ，所以采用馬蹄形的多個(gè)金屬接觸孔。稱(chēng)之為“擴(kuò)散電容器”。 基本 IC單元版圖設(shè)計(jì) – 電容 N well N+ gate N well capacitor gate M1 diffusion capacitor 34 基本 IC單元版圖設(shè)計(jì) – 電容 ? 寄生電容 35 ? 金屬電容器： 大多數(shù)用于信號(hào)傳輸?shù)碾娙萜鞫加山饘僦苽涠?。這樣就消除了寄生 pn結(jié)，從而 消除了寄生二極管的固有電容 ，同樣，對(duì)電壓的依賴(lài)性也消除了。 由于 上下層金屬間隔較遠(yuǎn) ，所以為了得到與擴(kuò)散電容器相同的電容值，需要制備的金屬極板面積將大大增加。所以相同容值的金屬 金屬電容器比擴(kuò)散電容器占用的面積多得多。然而，為了得到一個(gè)性能優(yōu)越的信號(hào)傳輸電容，必須承受這種犧牲。 基本 IC單元版圖設(shè)計(jì) – 電容 36 基本 IC單元版圖設(shè)計(jì) – 電容
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