[发明专利]一种电荷均匀分布的场效应管版图结构及其设计方法

说明书

本申请属于半导体集成电路技术领域，公开了一种电荷均匀分布的场效应管版图结构及其设计方法，该版图结构包括第一数量的容性器件单元和第二数量的场效应管单元；容性器件单元与场效应管单元以叉指状方式并排设置。本申请能够保证场效应管中的电荷分布均匀，避免了容性器件单元单独设置在场效应管的一侧导致场效应管单元中电荷分布不均匀的情况。并且可以适用于任何尺寸的芯片制作工艺，不受芯片制作工艺尺寸的制约。

技术领域

本申请涉及半导体集成电路技术领域，尤其涉及一种电荷均匀分布的场效应管版图结构及其设计方法。

背景技术

在芯片中，场效应管是常见的器件，电源通过导线供电到场效应管时，由于导线寄生的电阻电容，将不可避免产生电压降的问题。

如果某个场效应管上的电压降过大，就会影响该场效应管的正常工作，导致其所在的整个芯片失效。所以一般会通过电压降仿真，将场效应管的电压降控制在一个可以接受的范围内。由于场效应管上的电流是一个随时间变化的曲线，一般只有在电流波峰时，电压降才会比较严重，通常控制电压降的方法有：第一种：通过加宽场效应管导线或增加接触孔的方法来减小电阻，从而达到减小电压降的目的；第二种：在场效应管附近放一些容性器件，连接在电源线上，增加场效应管附近的电荷容量，用以缓解瞬时的电压下降。

但在芯片制作工艺的尺寸在22nm以下时，导线的宽度和间距已不能随意加减，必须按照固定的宽度和间距放置，导致第一种方式无法应用于22nm以下芯片制作工艺中的场效应管；而第二种方式又在会导致场效应管靠近容性器件的一侧电荷分布较多、远离电容的另一侧电荷较少，使场效应管上出现电荷分布不均匀的问题。

发明内容

本申请提供了一种电荷均匀分布的场效应管版图结构及其设计方法，能够保证场效应管中的电荷分布均匀，避免了容性器件单元单独设置在场效应管的一侧导致场效应管单元中电荷分布不均匀的情况；并且可以适用于任何尺寸的芯片制作工艺，不受芯片制作工艺尺寸的制约。

第一方面，本申请实施例提供了一种电荷均匀分布的场效应管版图结构，该版图结构包括第一数量的容性器件单元和第二数量的场效应管单元；

容性器件单元与场效应管单元以叉指状方式并排设置。

进一步的，场效应管单元包括金属-氧化物半导体场效应晶体管和鳍式场效应晶体管。

上述实施例说明本申请的版图结构适用于多种场效应管，提高了本申请的适用性。

进一步的，第一数量和第二数量的比例为N:1，N包括1-5的任意整数。

上述实施例令本申请的版图结构可以应对不同的电流变化和版图面积要求。

进一步的，当第一数量为4，第二数量为2时，该版图结构从左至右依次为：

第一容性器件单元、第一场效应管单元、第二容性器件单元、第三容性器件单元、第二场效应管单元、第四容性器件单元；第一容性器件单元、第二容性器件单元、第三容性器件单元和第四容性器件单元的结构均相同；第一场效应管单元和第二场效应管单元的结构相同。

上述实施例为第一数量和第二数量比例为2:1时的版图结构，适用于较为常见的情况。

进一步的，容性器件单元包括电容场效应管，电容场效应管包括第一有源区、第一栅极、第一电源导线和接地导线；第一有源区与第一电源导线连接，第一栅极与接地导线连接。

上述实施例通过电容场效应管的设置分担场效应管单元的电荷，平抑瞬时电压波动。

进一步的，场效应管单元包括工作场效应管；工作场效应管包括第二有源区、第二栅极、第二电源导线、输入导线和输出导线；

第二有源区分别与第二电源导线和输出导线连接，第二栅极与输入导线连接。