集成电路版图基础-电容和电感-PPT

电容和电感电容电容器:存储电荷的器件。单位：法拉（F）片上电容在fF-pF量级两块导电材料中间存在绝缘介质就会形成电容平行板电容器电容作用滤波隔直流通交流二、MOS集成电路中的电容器平板电容器的电容表示式：C=εoεox/toxWL=C0WLεo、εox、tox由材料性质以及绝缘层的厚度决定，绝缘层越薄单位电容越大。式中W和L是平板电容器的宽度和长度，二者的乘积即为电容器的面积。1、MIM电容下极板上极板MIM（金属-绝缘层-金属电容）2、PMOS电容3PIP电容多晶-绝缘层-多晶电容4叠层电容器MOM利用metal1或第二层多晶硅覆盖在第一层多晶硅之上形成第三层极板，增大电容值。5金属-多晶硅-扩散区电容叠层电容器MOM3、电容值误差——边缘电容理想平板电容器的电场线是直线，但实际情况下，在靠近边缘地方的会发生弯曲，越靠近边缘，弯曲越严重。称为极板边缘效应。极板边缘处的电场分布不均匀，造成电容的边缘效应，这相当于在电容里并联了一个附加电容。由于集成电路中电容器上下极板交错分布，面积不等，极板边缘效应更加明显为了减小边缘电容的影响，版图设计中尽量不拆分电容电容计算交叠电容边缘电容电感电感V=LΔI/Δt集成电路中电感只有几个nH，低于100MHz，没什么用处，低频模拟电路不使用电感，用于GHz的射频电路中。键合线电感直径25um，长度1mm，圆环直径1mm的电感值为5.6nH。集成电路中采用平面电感圆形、八边形和方形螺旋电感键合线电感电感寄生效应涡流，电感产生的交变电磁场在附近的导体中产生循环电流，这些涡流会消耗磁场能量。用串联的电阻描述，采用轻掺杂硅衬底，可以减小损耗，磁场可以深入硅数um，电感模型RS电感寄生电阻，趋肤效应，寄生电阻增大衬底电阻电感Q值与频率相关，一般Q值随频率增加，衬底电阻电感设计1使用高电阻率衬底2采用最高金属层制作3可以使用多层金属并联4未使用的金属原理电感5避免金属线过宽或过窄10-15um6尽可能窄的线圈间距7线圈内部不要填满8不要在电感上下增加金属，如增加可分成小块9连接线短而直