模拟集成电路版图基础.pptx

Lab3-1 CMOS 无源器件结构与版图
知识单元:
1、电阻
2、电容
3、电阻和电容画法实例
一、电阻:1、方块电阻
方块电阻测量方法:
用poly 来做一个电阻,先做一个正方形,长,宽相等。通过在其两端加电压,测量电流的方法,可以得到它的阻值。
电阻连接:
假设最后所得结果是200ohms。接下来把这2 块用金属线连在一起,那么可以得到400ohms 加上连线阻值的测量结果。所有材料都有阻值,金属也不例外,因此电阻的和会比400ohms 大一些。
方块电阻
直接连接:
如果把这2 块直接连在一起,那么可以测量得到阻值正好是400ohms。
电阻并联:
会达到什么结果呢?200ohms。把四个200ohms 的方块组合成一个更大的方块,可以同样得到200ohms 的电阻值。可以把这个方块越做越大,但最终测得电阻值将始终为200ohms。
对于不同大小的方块来说,阻值是一样的。由此可以用每方块多少电阻来讨论电阻大小(200ohms/squares)。只考虑方块数,所有相同材料的方块有相同的电阻值。
Poly 电阻:基本poly 电阻版图
poly 电阻表现形式:
它的电阻可以从材料的宽度和2 个引线孔之间的距离来计算得到,这一部分电阻称为体电阻,右图。
电阻制作原则:
实际上,电阻大小不确定性非常高,因此最终做出来的电阻大小不可能是完全和CAD软件中所设计的大小一样,这里引入一个delta 的概念,称为偏差补偿。在实际使用中,应该把电阻的宽度尽量做大,长度做长,这样delta 的影响就会很小。
一般来说,长度取不小于10um,宽度取不小于5um。这些措施可以获得更好的精度和匹配。如果要获得更高的精度,可以把电阻作得更宽更长,因为delta 值是不变的,相应的它们的影响就变小了。
II、电阻的其他选项
高阻值低精度:
在有些设计中,可能会需要很大的电阻值,如果对它的精度并不是很介意,允许有15%左右的变化。那么也可以把电阻的宽度做到比引线孔的宽度还要小,这种电阻的形状非常象狗骨头。在高阻值,精度没有特殊要求的情况下,可以使用这种结构。
蛇形电阻
蛇形电阻的体电阻的计算:
有一些新的规定,每一个拐角计半个方块,因为电流流过拐角的时候它的实际通路如下图(图1-9、1-10)所示。
低阻值高精度电阻的原则
如果想要得到一个阻值极低的电阻,而精度要求很高,可以选择用金属来做。大的面积将有助于减少delta 的影响,从而保证精度。

N+电阻:
无需增添任何新的掩模版或层,只是用原先已有的其他层来替代poly,就可以获得很多种电阻类型。
P+电阻:
一般来说是做在nwell 中,因此必须增加第三个的端点连接nwell,而且必须连接到最正的电平,一般来说是vdd。这样可以防止寄生PN 结的影响。
直接nwell电阻
直接nwell电阻:
只不过需要2 个N+作为电阻头。
对于较大的阻值的电阻可用nwell 来做。
Nwell 掺杂低,经过光照,电阻值会降低,呈现不稳定的现象。
处理方法:在nwell 上覆盖金属,并将其电位接到电源电压上,若无法接到电源电压时,可将其接到电阻两端较高电位端。
在nwell 电阻四周加电源电压,以降低电压系数。当well 电阻要接到pad,则必须于外围环绕pseudo collector,电位接到地,以防止其对其他的电路造成latch-up。
扩散电阻与Poly电阻对比
使用工艺中已有的层来做电阻,做一些较小的修改就可以得到所需要的方块电阻。扩散电阻和Poly 电阻的一样,也要考虑delta 效应的影响。扩散电阻是做在衬底上的,因此在边缘变化比较大,工艺上不那么好控制。而且在做的时候必须注意第三个端点的连接。
Poly 电阻是由淀积在衬底表面上的多晶硅构成,其寄生电容最小且厚度精确,且长宽等都可以得到很好的控制。因此在可能的条件下,尽量选择poly 电阻。