專利名稱：考慮趨膚效應(yīng)的模擬射頻mim電容的電路結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種模擬半導(dǎo)體器件的電路結(jié)構(gòu)，具體涉及一種模擬射頻MIM電容的電路結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
金屬-絕緣體-金屬電容(MIM，Metal-Insulator-Metal)是射頻CMOS 或 BiCMOS 集成電路的重要元件之一，廣泛應(yīng)用在壓控振蕩器等射頻電路模塊中。傳統(tǒng)的MIM電容建模方法一般采用等效的Pi型網(wǎng)絡(luò)或者基于器件結(jié)構(gòu)的物理模型，等效Pi模型沒(méi)有很明顯的物理性，和傳統(tǒng)的基于器件結(jié)構(gòu)的物理模型一樣，等效Pi模型和傳統(tǒng)的物理模型都沒(méi)有考慮到寄生電阻隨頻率增大而逐漸增大的現(xiàn)象(趨膚效應(yīng))， 高估了高頻下器件的品質(zhì)因數(shù)，從而限制了模型的精度。MIM電容器的剖面圖見圖1，傳統(tǒng)的物理模型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2所示，傳統(tǒng)的Pi型等效電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖3所示。Pi型等效電路和傳統(tǒng)的物理模型均不能模擬電容上下極板寄生電阻隨頻率增加而增大的現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種考慮趨膚效應(yīng)的模擬射頻MIM電容的電路結(jié)構(gòu)，它可以在很寬的頻率范圍，準(zhǔn)確模擬上下極板電阻值。為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種考慮趨膚效應(yīng)的模擬射頻MIM電容的電路結(jié)構(gòu)；包括模擬上極板趨膚效應(yīng)的子電路為串聯(lián)連接的電阻(Rtp)、電感(Ltp)作為一條支路和由單獨(dú)一個(gè)電阻(Rskin_t)組成的另一支路并聯(lián)；模擬下極板趨膚效應(yīng)的子電路為串聯(lián)連接的電阻(Rbp)、電感(Lbp)作為一條支路和由單獨(dú)一個(gè)電阻(Rskin_b)組成的另一支路并聯(lián)。本發(fā)明的有益效果在于子電路模型和器件結(jié)構(gòu)緊密聯(lián)系，具有很強(qiáng)的物理性； 從仿真結(jié)果來(lái)看，和傳統(tǒng)的模型相比在很寬的頻率范圍，本專利模型可以準(zhǔn)確模擬上下極板電阻值；并且可以在很寬頻率范圍內(nèi)準(zhǔn)確模擬MIM電容器件的品質(zhì)因數(shù)


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。圖1是傳統(tǒng)的MIM電容剖面圖；圖2是傳統(tǒng)的RF MIM電容物理模型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；圖3是傳統(tǒng)的RF MIM電容Pi型模型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本專利實(shí)施例所述的考慮趨膚效應(yīng)得RF MIM電容模型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；圖5是傳統(tǒng)Pi型和物理模型擬合效果示意圖；圖6是本專利實(shí)施例所述的考慮趨膚效應(yīng)得RF MIM電容模型擬合效果示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所要解決的問(wèn)題模擬MIM電容上下極板寄生電阻隨頻率增加而增大的現(xiàn)象，可以在很寬的頻率范圍內(nèi)準(zhǔn)確模擬器件的電阻值，提高模型的精度。本發(fā)明考慮了高頻下趨膚效應(yīng)的MIM電容電路模型；電容的上下層金屬極板均考慮高頻下的趨膚效應(yīng)；上極板趨膚效應(yīng)子電路模型的具體的連接方法為串聯(lián)連接的電阻 (Rtp)、電感(Ltp)作為一條支路和由單獨(dú)一個(gè)電阻(Rskin_t)組成的另一支路并聯(lián)；下極板趨膚效應(yīng)子電路模型的具體的連接方法為串聯(lián)連接的電阻(Rbp)、電感(Lbp)作為一條支路和由單獨(dú)一個(gè)電阻(Rskin_b)組成的另一支路并聯(lián)；下極板對(duì)地寄生參數(shù)分布在下極板兩端；上下極板均采用趨膚效應(yīng)子電路實(shí)現(xiàn)等比例縮放模型的方法。新的MIM電容模型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖3所示。其中上下極板寄生電阻均考慮了趨膚效應(yīng)，其中趨膚效應(yīng)子電路模型的連接方法為串聯(lián)連接的電阻、電感作為一條支路和由單獨(dú)一個(gè)電阻組成的另一支路并聯(lián)。下極板對(duì)地電容采用分布式電容的連接方式。本專利提出的射頻MIM電容模型采用圖4的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中采用串聯(lián)連接的電阻、 電感作為一條支路和由單獨(dú)一個(gè)電阻組成的另一支路并聯(lián)的結(jié)構(gòu)來(lái)模擬MIM電容上下極板寄生電阻阻值隨頻率增加而增大的現(xiàn)象。下極板對(duì)地電容分布在趨膚電阻兩端的值分別為Cox/2的分布電容來(lái)模擬。與傳統(tǒng)的MIM電容建模方法相比，本文提出的模型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有以下技術(shù)效果1)子電路模型和器件結(jié)構(gòu)緊密聯(lián)系，具有很強(qiáng)的物理性。2)如圖5、圖所示，從仿真結(jié)果來(lái)看，和傳統(tǒng)的模型相比在很寬的頻率范圍，本專利模型可以準(zhǔn)確模擬上下極板電阻值。3)如圖5、圖6所示，在很寬頻率范圍內(nèi)準(zhǔn)確模擬MIM電容器件的品質(zhì)因數(shù)。本發(fā)明并不限于上文討論的實(shí)施方式。以上對(duì)具體實(shí)施方式
的描述旨在于為了描述和說(shuō)明本發(fā)明涉及的技術(shù)方案?；诒景l(fā)明啟示的顯而易見的變換或替代也應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。以上的具體實(shí)施方式
用來(lái)揭示本發(fā)明的最佳實(shí)施方法，以使得本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠應(yīng)用本發(fā)明的多種實(shí)施方式以及多種替代方式來(lái)達(dá)到本發(fā)明的目的。
權(quán)利要求
1.一種考慮趨膚效應(yīng)的模擬射頻MIM電容的電路結(jié)構(gòu)；其特征在于，包括模擬上極板趨膚效應(yīng)的子電路為串聯(lián)連接的電阻(Rtp)、電感(Ltp)作為一條支路和由單獨(dú)一個(gè)電阻(Rskin_t)組成的另一支路并聯(lián)；模擬下極板趨膚效應(yīng)的子電路為串聯(lián)連接的電阻(Rbp)、電感(Lbp)作為一條支路和由單獨(dú)一個(gè)電阻(Rskin_b)組成的另一支路并聯(lián)。
2.如權(quán)利要求1所述的考慮趨膚效應(yīng)的模擬射頻MIM電容的電路結(jié)構(gòu)；其特征在于， 下極板對(duì)地寄生參數(shù)模擬電路分布在下極板兩端。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種考慮趨膚效應(yīng)的模擬射頻MIM電容的電路結(jié)構(gòu)；包括模擬上極板趨膚效應(yīng)的子電路為串聯(lián)連接的電阻(Rtp)、電感(Ltp)作為一條支路和由單獨(dú)一個(gè)電阻(Rskin_t)組成的另一支路并聯(lián)；模擬下極板趨膚效應(yīng)的子電路為串聯(lián)連接的電阻(Rbp)、電感(Lbp)作為一條支路和由單獨(dú)一個(gè)電阻(Rskin_b)組成的另一支路并聯(lián)。本發(fā)明子電路模型和器件結(jié)構(gòu)緊密聯(lián)系，具有很強(qiáng)的物理性；從仿真結(jié)果來(lái)看，和傳統(tǒng)的模型相比在很寬的頻率范圍，本發(fā)明模型可以準(zhǔn)確模擬上下極板電阻值；并且可以在很寬頻率范圍內(nèi)準(zhǔn)確模擬MIM電容器件的品質(zhì)因數(shù)。
文檔編號(hào)G06F17/50GK102375900SQ201010257270
公開日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2010年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月19日
發(fā)明者王生榮 申請(qǐng)人:上海華虹Nec電子有限公司