Aula 11

Microeletrônica
Germano Maioli Penello
http://www.lee.eng.uerj.br/~germano
Sala 5145 (sala 17 do laboratorio de engenharia elétrica)
Aula 11
1
Conectando camadas poly e ativa
Conectando a camada ativa (n+ e p+) à camada de metal
Nunca se conecta o metal diretamente ao substrato ou ao poço!
Esse conexão direta ao substrato ou poço só é feita se for desejada a
construção de um Diodo Schottky (contato retificador)
Conectando camadas poly e ativa
Conectando as camadas poly à camada de metal
O metal1 se conecta à camada poly e ao metal2.
O metal2 não se conecta diretamente à poly. Ele primeiro se
conecta ao metal 1 e depois à poly
Conectando o substrato-p ao terra
Não se conecta o substrato em apenas um ponto. Para garantir que todo o
substrato está aterrado, as conexões ao substrato devem ser usadas
sempre que possível.
.O substrato é resistivo. Se conectarmos o terra em apenas um ponto,
regiões distantes não vão ter o mesmo potencial.
Conectando o poço-n
O corpo de um PMOS é o poço-n. Ele também deve ser conectado a um
determinado potencial. Qual potencial é este? O potencial mais elevado (VDD)
.
A conexão
ao poço-n é feita com o metal1 e a região n+.
Lembrem-se
do
trabalho
1
Resistor de poço-n
Se o substrato está aterrado, não podemos aplicar potenciais menores que
aprox. -0.5V para evitar a condução através do diodo parasítico.
Leiaute de um NMOS
Sempre que a camada poly cobre a camada ativa, temos um MOSFET!
Dispositivo de 4 terminais.
Corpo conectado ao terra.
Dreno e fonte são equivalentes.
Leiaute de um PMOS
Sempre que a camada poly cobre a camada ativa, temos um MOSFET!
Dispositivo de 4 terminais.
Corpo conectado ao VDD.
Dreno e fonte são equivalentes.
Simbolos de MOSFET
Canal-p
Canal-n
JFET
MOSFET
intensificação
MOSFET
intensificação
Sem corpo
MOSFET
depleção
MOSFET
depleção
Sem corpo
Proteção de descarga eletrostática
Circuito de proteção
Se o sinal aplicado está entre VDD e 0V, nenhum dos dois diodos conduzem.
Esta adição de componentes não altera o funcionamento normal do circuito.
Se o sinal for maior que VDD + 0.5V ou menor que 0 - 0.5V, os diodos
conduzem e fornecem um curto para que a tensão no GOX não seja excessiva.
Diodos de proteção
Mais realista
Conexões próximas para minimizar a
resitência em série parasítica
Áreas dos diodos é grande
Erro na figura! O pad sempre é feito
do último metal! A figura desenhou o
pad com metal1
É uma boa prática pegar os pads
diretamente com o fabricante CMOS.
Download no site da MOSIS
Diodos de proteção
Conexões próximas para minimizar a
resitência em série parasítica
Áreas dos diodos é grande
Erro na figura! O pad sempre é feito
do último metal! A figura desenhou o
pad com metal1
É uma boa prática pegar os pads
diretamente com o fabricante CMOS.
Encapsulamento
O encapsulamento é a etapa final que vai
conectar o bonding pad e, consequentemente
o circuito CMOS, ao mundo exterior.
Exercícios
• Faça um esboço da seção reta ao longo da linha pontilhada.
Considere que este é um processamento que utiliza dois
metais
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Exercícios
Isolante
Isolante
Isolante
FOX
FOX
Substrato-p
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• O transistor abaixo é um NMOS ou um PMOS?
• O leiaute tem um problema. Identifique-o.
• Faça um esboço da seção reta ao longo da linha
pontilhada. Considere que este é um processamento
que utiliza dois metais
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• O transistor abaixo é um NMOS ou um PMOS?
• O leiaute tem um problema. Identifique-o.
• Faça um esboço da seção reta ao longo da linha
pontilhada. Considere que este é um processamento
que utiliza dois metais
Transistor PMOS, as camadas ativas são
dopadas com átomos aceitadores através
da camada p-select. Outra forma de
identificar é que o PMOS é construído
sobre o poço-n.
Este transistor não tem a conexão de
corpo (conexão com o poço-n). Neste
caso, o corpo deve estar conectado a qual
potencial?
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• O transistor abaixo é um NMOS ou um PMOS?
• O leiaute tem um problema. Identifique-o.
• Faça um esboço da seção reta ao longo da linha
pontilhada. Considere que este é um processamento
que utiliza dois metais
Transistor PMOS, as camadas ativas são
dopadas com átomos aceitadores através
da camada p-select. Outra forma de
identificar é que o PMOS é construído
sobre o poço-n.
Este transistor não tem a conexão de
corpo (conexão com o poço-n). Neste
caso, o corpo deve estar conectado a qual
potencial? VDD.
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Isolante
Isolante
Isolante
FOX
Substrato-p
p+
p+
Poço-n
FOX
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• Por que a capacitância parasítica por quadrado do polisilício é
maior do que a do metal1?
• Faça um esboço da seção reta ao longo da linha pontilhada
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• Por que a capacitância parasítica por quadrado do polisilício é
maior do que a do metal1?
Para uma mesma área e considerando o mesmo óxido, a capacitância do
polisilício é maior do que a do metal1 porque o polisilício tem uma espessura
menor de óxido entre os contatos elétricos.
e – permissividade do óxido d – distância entre as placas
A – área das placas paralelas
• Faça um esboço da seção reta ao longo da linha pontilhada
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• Por que a capacitância parasítica por quadrado do polisilício é
maior do que a do metal1?
Para uma mesma área e considerando o mesmo óxido, a capacitância do
polisilício é maior do que a do metal1 porque o polisilício tem uma espessura
menor de óxido entre os contatos elétricos.
e – permissividade do óxido d – distância entre as placas
A – área das placas paralelas
• Faça um esboço da seção reta ao longo da linha pontilhada
Isolante
Isolante
Isolante
p+
FOX
Substrato-p
FOX
Poço-n
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