《集成電路版圖設計項目教程》2024/1/15電阻版圖認知一電容版圖認知二電感版圖認知三2024/1/15項目5電阻、電容和電感版圖2024/1/15任務5.1電阻版圖認知項目5電阻、電容和電感版圖

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2024/1/15任務5.1電阻版圖認知項目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，最簡單的就是一個矩形電阻如圖上所示。它兩端是接觸孔，通過接觸孔將接觸的導電材料連起來，這樣幾乎所有的電流都通過一個接觸孔，經過這個接觸孔流過導體，后經另一個接觸孔流出。電阻的計算長度為兩個接觸孔之間的距離，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整。一般不作成圓形或其他特殊形狀，這樣不宜調整。電流不會均勻的流過折疊電阻的拐角處。另外的一種版圖形狀主要適用于當電阻體部分寬度很小，版圖繪制時，接觸孔無法放入電阻內部。這時通常加大電阻的兩端，形狀如圖下所示，稱為啞鈴狀電阻。2024/1/15任務5.1電阻版圖認知項目5電阻、電容和電感版圖

2024/1/15任務5.1電阻版圖認知項目5電阻、電容和電感版圖（4）電阻版圖類型2）多晶硅電阻多晶硅的電阻率取決于摻雜，重摻雜的多晶硅用作MOS管柵極可以改善電阻的導電性能。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改變方塊電阻。多晶硅電阻結構如圖上中所示，圖上是以POLY1做電阻時的版圖，圖中由輕摻雜的N型多晶硅構成的高阻多晶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，在注入時加一個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，以便摻雜注入來減少歐姆接觸電阻。2024/1/15任務5.1電阻版圖認知項目5電阻、電容和電感版圖（4）電阻版圖類型在制作多晶電阻時，和現代工藝直接相關。了解一下三種工藝Silicide、Policide、Salicide，都是利用硅化物來降低多晶電阻。其中，Silicide是金屬硅化物，是由金屬和硅經過物理-化學反應形成的一種化合態，其導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。下面對這兩個流程的區別簡述如下：Policide工藝

其一般制造過程是，柵氧化層完成以后，繼續在其上面生長多晶硅，然后在多晶硅上繼續生長金屬硅化物Silicide，然后再進行柵極刻蝕和有源區注入等其它工序，完成整個芯片制造。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生反應，形成金屬硅化物。區別：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5.1電阻版圖認知項目5電阻、電容和電感版圖

ThankYou!2024/1/15李亮《集成電路版圖設計項目教程》2024/1/15電容版圖認知二電感版圖認知三2024/1/15項目5電阻、電容和電感版圖電阻版圖認知一2024/1/15任務5.2電容版圖認知項目5電阻、電容和電感版圖

2024/1/15任務5.2電容版圖認知項目5電阻、電容和電感版圖（2）電容版圖的類型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），下面分別介紹其結構和特性。1）MOS電容MOS晶體管可用作電容，也叫感應溝道的單層多晶硅MOS電容器，此電容器結構如圖所示，它是以柵氧化層作為介質，多晶硅為上極板，襯底為下極板。工作在反型區的MOS電容要求源漏相連，一旦出現強反型，導電溝道就會使源漏短接。此時，溝道就是MOS電容的下極板，多晶硅構成電容的上極板，MOS電容的版圖與常規MOS晶體管的版圖一樣。電容值就是柵氧電容。2024/1/15任務5.2電容版圖認知項目5電阻、電容和電感版圖（2）電容版圖的類型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，工藝參數有關。可以通過版圖設計，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5.2電容版圖認知項目5電阻、電容和電感版圖（2）電容版圖的類型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膜組成的電容。它一般遠離襯底，以減少寄生效應。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5.2電容版圖認知項目5電阻、電容和電感版圖（2）電容版圖的類型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多個。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工藝上使用，因為是通過多層布線的版圖來實現的，匹配最好，MOM電容設計自由度比較高，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《集成電路版圖設計項目教程》2024/1/15電容版圖認知二2024/1/15項目5電阻、電容和電感版圖電感版圖認知三電阻版圖認知一2024/1/15任務5.3電感版圖認知項目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現。平面電感分別為圓形、八邊形、方形等結構，由于受到工藝設計規則限制，拐角的角度不能任意，因此，圓形平面電感很難繪制，所以正方形結構目前應用比較廣泛。片上螺旋電感的電感值主要由圈數、金屬線寬度、金屬線間距、內外