微电子集成电路 第9章 晶体管版图设计

双极型晶体管的图形设计
（2）设计原则 （3）常用的几种晶体管图形如下： ① 单基极条图形（适合于高频小功率管） ② 双基极条图形（适合于输出管） ③ 基极和集电极引线孔都是马蹄形结构 ④ 发射极和集电极引线孔是马蹄形结构 ⑤ 梳形结构
双极型晶体管的图形设计
多发射极晶体管的设计 （1）多发射极晶体管的优缺 点 （2）对多发射极晶体管的要求 （3）多发射极晶体管剖面图及等效原理图
隔离区的划分原则 几何对称设计 热对称设计 图形尺寸选择原则
二、双极型晶体管的图形设计
在设计集成电路元件的图形和尺寸时，要综合考虑工 艺水平的限制和对电路性能指标的要求。 集成电路中对晶体管的要求主要是： (1) 有一定的fT； 有一定的f (2) 满足要求的开关时间； (3) 能承受一定的电流； (4) 具有较低的噪声系数； (5) 具有一定的耐压。 • 在设计电路中的某一管子时，对上述各项要求不能同 等地考虑，应首先弄清此管子在电路中的作用，抓住 主要矛盾，设计出符合要求的管子。
(1)
(2)
3、模拟集成电路版图设计的其它方面
比例电阻的版图结构 • 比例电容的版图结构
多层金属版图的互连问题
双极集成电路中元件的形成过程和元件结构
B
pn-Isolation p+ np
E
n+ n+ Buried Layer p-
C
n+
Metal
SiO2 pn-Isolation p+
典型数字集成电路中NPN晶体管剖面图 典型数字集成电路中NPN晶体管剖面图
双极型晶体管版图设计 （2）
双极型wenku.baidu.com成电路版图设计一般原则： 双极型集成电路版图设计一般原则： 一般原则
双极型晶体管的图形设计
一般晶体管的设计 （1）设计步骤 ①根据BVCBO，同时参照rcs、Cjc的要求选择外延层电 阻率ρepi； 根据BV ，同时参照r 阻率ρ ②根据管子最大工作电流ICM、 fT、rB、rCS确定晶体管图形； 根据管子最大工作电流I ③由ICM确定有效发射区长度Leff； 确定有效发射区长度L ④有以上条件和现有工艺水平确定晶体管尺寸； ⑤选取隔离岛尺寸。
双极型晶体管的图形设计
集成电路中的pnp管 集成电路中的pnp管 在模拟集成电路中常见的pnp晶体管是横向pnp晶体 在模拟集成电路中常见的pnp晶体管是横向pnp晶体 管，这种结构晶体管的发射区和集电区是在n 管，这种结构晶体管的发射区和集电区是在n型硅基片 上用扩散或离子注入的办法在形成npn管基区同时形成 上用扩散或离子注入的办法在形成npn管基区同时形成 的，而n型基片作为横向pnp管的基区。 的，而n型基片作为横向pnp管的基区。 （1）横向pnp结构 横向pnp结构 （2）横向pnp管的制作 横向pnp管的制作 （3）衬底pnp管 衬底pnp管
在版图设计中要细致地解决两个方面的问题： 总体布局问题和器件的个体或匹配体的设计问题。 在版图布局中必须考虑器件分布方式对电路性能的 影响。 器件个体或匹配体的版图设计问题是要解决具体器 件的形状、方向、连接以及匹配器件在相对位置、 方向等方面的问题。因为在工艺过程将引入器件的 失配和误差，所以在个体器件和匹配体器件的版图 设计中必须充分地考虑失配和误差问题，通过版图 设计避免或减小失配或（和）误差。
2、 MOS晶体管的版图设计 MOS晶体管的版图设计
一、 MOS管的典型物理表示法 MOS管的典型物理表示法 MOS管的典型物理表示法包括了两个矩形，它们 MOS管的典型物理表示法包括了两个矩形，它们 代表了为制造这个MOS管所需的光刻图形。 代表了为制造这个MOS管所需的光刻图形。 当多晶硅穿过有源区时，就形成了一个管子。在图 中当多晶硅穿过N扩散区时，形成NMOS，当多晶硅穿 中当多晶硅穿过N扩散区时，形成NMOS，当多晶硅穿 过P扩散区时，形成PMOS。 扩散区时，形成PMOS。
MOS晶体管的版图设计 MOS晶体管的版图设计
二、大尺寸MOS管的版图设计 二、大尺寸MOS管的版图设计 大尺寸MOS管用于提供大电流或大功率的 大尺寸MOS管用于提供大电流或大功率的 输出。它们的版图一般采用并联晶体管结构的 基本技术，以及减小多晶硅栅电阻的方法。
MOS晶体管的版图设计 MOS晶体管的版图设计 三、器件的失配问题
1、 双极型晶体管版图设计
一、双极型集成电路版图设计的注意点： 双极型集成电路版图设计的注意点： （1） 吃透电路的设计思想，弄清电路的工作原理； （2）了解现有的工艺水平和工艺方法 ； （3）认真考虑成品率问题。
当然，有的工程技术人员，既是电路设计者，又 是版图设计者，这样将会更好地把电路设计和版图设 是版图设计者，这样将会更好地把电路设计和版图设 计融为一体，更有利于实现电路设计的意图。
第9章 晶体管版图设计
模拟集成电路与数字集成电路区别 双极型晶体管版图设计 MOS晶体管的版图设计 MOS晶体管的版图设计 模拟集成电路版图设计的其它方面
模拟集成电路与数字集成电路区别
主要用于处理连续信号，也即模拟信号。 要求电路的每一个组成单元必须是精确的，其性能与版图 设计的相关性比数字集成电路强得多。 其版图设计从平面布局到各器件的几何图形的设计都要十 分的“讲究” 分的“讲究”，需要考虑的问题往往比数字集成电路多得 多。 如果在电路级上而不是在逻辑级上来考虑和优化一个数字 集成电路的性能，这将与模拟集成电路有许多共同点，对 高速数字集成电路的设计尤其如此。