集成电路设计学习教案.pptx

集成电路(jíchéng-diànlù)设计
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IC中有多种电容结构
MOS 电容结构
PN结电容结构
金属(jīnshǔ)叉指电容结构
多晶硅/金属(jīnshǔ)-绝缘体-多晶硅电容
I C中主要电容器
MOS 电容 PN结电容
§ 集成电路(jíchéng-diànlù)电容器
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 MOS电容器与平板电容和PN结电容都不相同(xiānɡ tónɡ)。
因为金属-氧化物-半导体层结构的电容具有独特的性质。
 电容—电压特性取决于半导体表面的状态, 随栅极电压变化，表面可处于：
积累；耗尽; 反型.
一、MOS电容器
1. MOS 电容(diànróng)结构
金属
sio2
半导体
di
VG
C=
Ci Cs
Ci +Cs
串联
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P
N+
sio2
金
属
金属
Tox
N+
P
sio2
纵向(zònɡ xiànɡ)结构
横向(hénɡ xiànɡ)结构
MOS 电容(diànróng)电容(diànróng)量
Cox=
Aε0 εsio2
Tox
Tox: 薄氧化层厚度；A: 薄氧化层上 金属电极的面积。
一般在集成电路中Tox 不能做的太薄，所以要想提高电容量，只能增加面积。 N+层为了减小串联电阻及防止表面出现耗尽层。
集成电路中要制作一个30 pF的MOS电容器，
所用面积相当于25个晶体管的面积。
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Al
SiO2
AL
P+
P-SUB
N-epi
P+
N+
N+
MOS电容(diànróng)
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P
N+
P
N外延
N
N+
P
 PN结电容
在PN结反偏时的势垒电容构成(gòuchéng)的电容器

 PN结电容与 MOS电容的数量级相当。
P衬
+
-
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二、PN结电容
突变(tūbiàn)PN结电容计算公式：
PN结电容与杂质浓度有关(yǒuguān) ，若考虑横向扩散 ：
总结面积 = 底面积 + 4个侧面积
A=
πxj
W 2 + 4W
2
W: 正方形pn 结扩散区的边长。
参考(cānkǎo)P45
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发射区扩散(kuòsàn)层—隔离层—隐埋层扩散(kuòsàn)层PN结电容
P衬底
SiO2
-
P+
隔离
+
N+埋层
N+ 发射区
P+
N
-
+
Cjs
P 基区
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三、 平板(píngbǎn)电容
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§ 集成电阻器及版图(bǎntú)设计
集成电路(jíchéng-diànlù)中的电阻
无源电阻(diànzǔ)
通常是合金材料或采用掺杂半导体制作的电阻(diànzǔ)
薄膜电阻
扩散电阻
沟道电阻
有源电阻
将晶体管进行适当的连接和偏置，利用晶体管的不同的工作区所表现出来的不同的电阻特性来做电阻
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