资源简介

(共15张PPT)
mos晶体管的匹配
1
匹配MOS晶体管
有些电路利用栅源电压匹配，如差分对
有些电路利用漏极电流匹配，如电流镜
优化电压匹配和优化电流匹配所需的偏置条件不同
可以优化MOS管的电压匹配或电流匹配，但不能同时优化二者
电压匹配
产生匹配电压的MOS电路应工作在较低的有效栅压下，≤0.1V
电流匹配
产生匹配电流的MOS电路应工作在较高的有效栅压下，≥0.3V
匹配MOS晶体管
栅极面积
栅氧化层厚度
沟道长度调制效应
方向
几何效应
3
阈值电压失配
：阈值电压失配的标准偏差
：常数
跨导系数失配
：阈值电压失配的标准偏差
：常数
：面积失配常数；：边缘失配常数
栅极面积
4
栅氧化层厚度
：比例常数
：氧化层厚度
：背栅掺杂浓度
沟道长度调制效应
对于工作在不同栅源电压下的短沟道晶体管，沟道长度调制效应会引起严重的失配
晶体管的系统失配与它们的栅源电压差成比例，与其沟道长度成反比
栅氧化层厚度和沟道长度调制效应
5
方向相同的器件(A)匹配精度高于方向不同的器件(B)和(C)
方向
6
扩展漏区晶体管
(A) 互为镜像的结构出现失配；(B) 方向一致的结构不受影响
多晶硅刻蚀速率的变化
使硅栅MOS晶体管的栅极长度发生变化
可使用陪衬栅极以确保均匀刻蚀
扩散穿透多晶硅
杂质在多晶硅内部无法均匀扩散
杂质沿晶粒边界快速扩散；在单个晶粒内部扩散速度较慢
有源栅极上方的接触孔
有源栅极上的接触孔位置有时会引起显著的阈值电压失配
保证接触孔位于厚场氧化层上方，而不是有源栅区上方
沟道附近的扩散区
深扩散区会影响附近MOS晶体管的匹配
深扩散区尾部会延伸相当长的距离与附近MOS晶体管的沟道相交
扩散和刻蚀效应
7
(A) 没有陪衬栅极的MOS晶体管阵列
(B) 包括陪衬栅极的MOS晶体管阵列
多晶硅刻蚀速率的变化
8
多晶硅栅杂质扩散过程
(A) 杂质完全再分布之前
(B) 杂质完全再分布之后
(C) 过度退火导致杂质穿过栅氧化层
扩散穿透多晶硅
9
阱的绘制边界与有源栅区之间的距离
沟道附近的扩散区
10
氢化作用
部分氢原子可以渗入夹层氧化物并到达氧化层-硅界面处与悬挂键结合
该反应中和了悬挂键引入的正的固定电荷，有助于减小阈值电压的变化
悬挂键的随机分布会引起阈值电压的随机波动，氢退火有助于改善阈值电压的匹配
关键匹配晶体管的有源栅区上方不应进行金属化
次要匹配晶体管应具有相同的金属化版图，从而可以允许金属穿过
填充金属
去除匹配器件上方的填充金属，同时注意金属密度规则
采用定制的填充金属包围匹配晶体管，以确保匹配晶体管周围的金属图形是相同的
氢化作用
11
氧化层的厚度梯度
氧化层存在放射状的厚度梯度
氧化层厚度差别直接影响阈值电压的匹配
应力梯度
应力使载流子的迁移率发生变化，从而影响MOS晶体管的跨导系数
应力不影响MOS晶体管的阈值电压，因此对电压匹配几乎没有影响
热梯度
热梯度影响阈值电压，从而影响MOS晶体管的电压匹配
热梯度影响载流子有效迁移率，从而影响MOS晶体管的跨导系数和电流匹配
热效应和应力效应
12
一致性
匹配器件的质心位置应完全重合，或近似一致
对称性
阵列应同时相对于X轴和Y轴对称，阵列中各单元位置相互对称
分散性
每个匹配器件的各个组成部分应尽可能均匀的分布在阵列中
紧凑型
阵列排布应尽可能紧凑，并接近于正方形
方向性
每个匹配器件中应包含等量的朝向相反的段
MOS晶体管共质心规则
13
叉指状MOS晶体管
共质心MOS晶体管
14
交叉耦合MOS晶体管
共质心MOS晶体管
15

展开更多......

收起↑