集成電路版圖設(shè)計(jì)項(xiàng)目教程 課件 5電容電阻電感版圖

《集成電路版圖設(shè)計(jì)項(xiàng)目教程》2024/1/15電阻版圖認(rèn)知一電容版圖認(rèn)知二電感版圖認(rèn)知三2024/1/15項(xiàng)目5電阻、電容和電感版圖2024/1/15任務(wù)5.1電阻版圖認(rèn)知項(xiàng)目5電阻、電容和電感版圖

2024/1/15任務(wù)5.1電阻版圖認(rèn)知項(xiàng)目5電阻、電容和電感版圖

2024/1/15任務(wù)5.1電阻版圖認(rèn)知項(xiàng)目5電阻、電容和電感版圖（3）電阻版圖常用形狀電阻版圖的形狀一般由三種，最簡(jiǎn)單的就是一個(gè)矩形電阻如圖上所示。它兩端是接觸孔，通過(guò)接觸孔將接觸的導(dǎo)電材料連起來(lái)，這樣幾乎所有的電流都通過(guò)一個(gè)接觸孔，經(jīng)過(guò)這個(gè)接觸孔流過(guò)導(dǎo)體，后經(jīng)另一個(gè)接觸孔流出。電阻的計(jì)算長(zhǎng)度為兩個(gè)接觸孔之間的距離，寬度為電阻體的寬度。第二種版圖形狀一般適合于大電阻，通常被做成折疊狀，如圖中所示一般采用矩形拐角，容易繪制，電阻拐角以及其間距容易調(diào)整。一般不作成圓形或其他特殊形狀，這樣不宜調(diào)整。電流不會(huì)均勻的流過(guò)折疊電阻的拐角處。另外的一種版圖形狀主要適用于當(dāng)電阻體部分寬度很小，版圖繪制時(shí)，接觸孔無(wú)法放入電阻內(nèi)部。這時(shí)通常加大電阻的兩端，形狀如圖下所示，稱(chēng)為啞鈴狀電阻。2024/1/15任務(wù)5.1電阻版圖認(rèn)知項(xiàng)目5電阻、電容和電感版圖

2024/1/15任務(wù)5.1電阻版圖認(rèn)知項(xiàng)目5電阻、電容和電感版圖（4）電阻版圖類(lèi)型2）多晶硅電阻多晶硅的電阻率取決于摻雜，重?fù)诫s的多晶硅用作MOS管柵極可以改善電阻的導(dǎo)電性能。本征摻雜或者輕摻雜的多晶硅采用N型源漏注入和P型源漏注入的摻雜方式來(lái)改變方塊電阻。多晶硅電阻結(jié)構(gòu)如圖上中所示，圖上是以POLY1做電阻時(shí)的版圖，圖中由輕摻雜的N型多晶硅構(gòu)成的高阻多晶POLY2電阻。POLY2電阻在端頭處多加了N型注入，是為了降低端頭接觸電阻。如果在做注入時(shí)把多晶硅電阻擋住，那么它的電阻值將增加2-3倍。如圖下所示，在注入時(shí)加一個(gè)HR的掩模板，電阻體的部分被擋住，只有電阻兩端頭的地方留出，以便摻雜注入來(lái)減少歐姆接觸電阻。2024/1/15任務(wù)5.1電阻版圖認(rèn)知項(xiàng)目5電阻、電容和電感版圖（4）電阻版圖類(lèi)型在制作多晶電阻時(shí)，和現(xiàn)代工藝直接相關(guān)。了解一下三種工藝Silicide、Policide、Salicide，都是利用硅化物來(lái)降低多晶電阻。其中，Silicide是金屬硅化物，是由金屬和硅經(jīng)過(guò)物理-化學(xué)反應(yīng)形成的一種化合態(tài)，其導(dǎo)電特性介于金屬和硅之間，而Policide和Salicide則是指不同的形成Silicide的工藝流程。下面對(duì)這兩個(gè)流程的區(qū)別簡(jiǎn)述如下：Policide工藝

其一般制造過(guò)程是，柵氧化層完成以后，繼續(xù)在其上面生長(zhǎng)多晶硅，然后在多晶硅上繼續(xù)生長(zhǎng)金屬硅化物Silicide，然后再進(jìn)行柵極刻蝕和有源區(qū)注入等其它工序，完成整個(gè)芯片制造。Salicide工藝

先是完成柵刻蝕及源漏注入以后，以濺射的方式在多晶硅上淀積一層金屬層，然后進(jìn)行第一次快速升溫煺火處理，使多晶硅表面和淀積的金屬發(fā)生反應(yīng)，形成金屬硅化物。區(qū)別：polycide降低柵極電阻；silicide降低源漏電阻；salicide既能降低柵極電阻，又能降低源漏電阻。2024/1/15任務(wù)5.1電阻版圖認(rèn)知項(xiàng)目5電阻、電容和電感版圖

ThankYou!2024/1/15李亮《集成電路版圖設(shè)計(jì)項(xiàng)目教程》2024/1/15電容版圖認(rèn)知二電感版圖認(rèn)知三2024/1/15項(xiàng)目5電阻、電容和電感版圖電阻版圖認(rèn)知一2024/1/15任務(wù)5.2電容版圖認(rèn)知項(xiàng)目5電阻、電容和電感版圖

2024/1/15任務(wù)5.2電容版圖認(rèn)知項(xiàng)目5電阻、電容和電感版圖（2）電容版圖的類(lèi)型CMOS工藝中常用的有MOS電容、多晶硅-多晶硅（PIP）電容、金屬-金屬（MIM）電容、MOM電容（Metal-Oxide-Metal），下面分別介紹其結(jié)構(gòu)和特性。1）MOS電容MOS晶體管可用作電容，也叫感應(yīng)溝道的單層多晶硅MOS電容器，此電容器結(jié)構(gòu)如圖所示，它是以柵氧化層作為介質(zhì)，多晶硅為上極板，襯底為下極板。工作在反型區(qū)的MOS電容要求源漏相連，一旦出現(xiàn)強(qiáng)反型，導(dǎo)電溝道就會(huì)使源漏短接。此時(shí)，溝道就是MOS電容的下極板，多晶硅構(gòu)成電容的上極板，MOS電容的版圖與常規(guī)MOS晶體管的版圖一樣。電容值就是柵氧電容。2024/1/15任務(wù)5.2電容版圖認(rèn)知項(xiàng)目5電阻、電容和電感版圖（2）電容版圖的類(lèi)型2）多晶硅-多晶硅電容多晶硅-絕緣體-多晶硅電容（Poly-Insolator-Poly，PIP）需要兩次多晶硅工藝，比單層多晶硅要多幾道工序。Polycide工藝除了大面積摻雜的多晶硅柵之外，還增加了第二層用于制作多晶高阻。多晶硅柵用作PIP電容的下極板，而高阻的多晶層作為上極板，如圖所示。PIP電容的上下極板不能互換。PIP不可避免的存在寄生電容，如電容上極板與上層的互連線，下極板與襯底。而這些寄生電容通常與電容自身的大小，版圖形狀，工藝參數(shù)有關(guān)?？梢酝ㄟ^(guò)版圖設(shè)計(jì)，工藝控制盡可能減小。通常上極板的寄生電容小于下極板。如圖所示是PIP電容版圖。2024/1/15任務(wù)5.2電容版圖認(rèn)知項(xiàng)目5電阻、電容和電感版圖（2）電容版圖的類(lèi)型3）金屬-金屬電容金屬-絕緣體-金屬電容（Metal-Insolator-Metal，MIM）是指兩層金屬電極和中間的介質(zhì)膜組成的電容。它一般遠(yuǎn)離襯底，以減少寄生效應(yīng)。通常采用頂層金屬和其下面一層作為MIM電容。MIM電容如圖所示。MIM電容在集成電路中較為普遍，用于匹配、濾波、隔直流等。2024/1/15任務(wù)5.2電容版圖認(rèn)知項(xiàng)目5電阻、電容和電感版圖（2）電容版圖的類(lèi)型4）MOM電容MOM電容（Metal-Oxide-Metal）：插指（finger）電容，利用同一層金屬布線邊沿之間的電容并聯(lián)多個(gè)。為了省面積，可以相鄰層金屬布線疊加。一般只在多層金屬的先進(jìn)工藝上使用，因?yàn)槭峭ㄟ^(guò)多層布線的版圖來(lái)實(shí)現(xiàn)的，匹配最好，MOM電容設(shè)計(jì)自由度比較高，不需要額外光刻，只需要金屬布線這一層。由于是同一層金屬布線，因此電容極板處于同一平面，極板接法可以互換。MOM電容如圖所示。ThankYou!2024/1/15李亮《集成電路版圖設(shè)計(jì)項(xiàng)目教程》2024/1/15電容版圖認(rèn)知二2024/1/15項(xiàng)目5電阻、電容和電感版圖電感版圖認(rèn)知三電阻版圖認(rèn)知一2024/1/15任務(wù)5.3電感版圖認(rèn)知項(xiàng)目5電阻、電容和電感版圖CMOS工藝中，目前使用最為廣泛的一種集成電感是片上螺旋電感，在芯片上以平面電感實(shí)現(xiàn)。平面電感分別為圓形、八邊形、方形等結(jié)構(gòu)，由于受到工藝設(shè)計(jì)規(guī)則限制，拐角的角度不能任意，因此，圓形平面電感很難繪制，所以正方形結(jié)構(gòu)目前應(yīng)用比較廣泛。片上螺旋電感的電感值主要由圈數(shù)、金屬線寬度、金屬線間距、內(nèi)外