專利名稱：考慮趨膚效應的模擬射頻mim電容的電路結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種模擬半導體器件的電路結構，具體涉及一種模擬射頻MIM電容的電路結構。
背景技術：
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型網絡或者基于器件結構的物理模型，等效Pi模型沒有很明顯的物理性，和傳統(tǒng)的基于器件結構的物理模型一樣，等效Pi模型和傳統(tǒng)的物理模型都沒有考慮到寄生電阻隨頻率增大而逐漸增大的現象(趨膚效應)， 高估了高頻下器件的品質因數，從而限制了模型的精度。MIM電容器的剖面圖見圖1，傳統(tǒng)的物理模型拓撲結構如圖2所示，傳統(tǒng)的Pi型等效電路拓撲結構如圖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象。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種考慮趨膚效應的模擬射頻MIM電容的電路結構，它可以在很寬的頻率范圍，準確模擬上下極板電阻值。為了解決以上技術問題，本發(fā)明提供了一種考慮趨膚效應的模擬射頻MIM電容的電路結構；包括模擬上極板趨膚效應的子電路為串聯(lián)連接的電阻(Rtp)、電感(Ltp)作為一條支路和由單獨一個電阻(Rskin_t)組成的另一支路并聯(lián)；模擬下極板趨膚效應的子電路為串聯(lián)連接的電阻(Rbp)、電感(Lbp)作為一條支路和由單獨一個電阻(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構緊密聯(lián)系，具有很強的物理性； 從仿真結果來看，和傳統(tǒng)的模型相比在很寬的頻率范圍，本專利模型可以準確模擬上下極板電阻值；并且可以在很寬頻率范圍內準確模擬MIM電容器件的品質因數


下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細說明。圖1是傳統(tǒng)的MIM電容剖面圖；圖2是傳統(tǒng)的RF MIM電容物理模型拓撲結構示意圖；圖3是傳統(tǒng)的RF MIM電容Pi型模型拓撲結構示意圖；圖4是本專利實施例所述的考慮趨膚效應得RF MIM電容模型拓撲結構示意圖；圖5是傳統(tǒng)Pi型和物理模型擬合效果示意圖；圖6是本專利實施例所述的考慮趨膚效應得RF MIM電容模型擬合效果示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明所要解決的問題模擬MIM電容上下極板寄生電阻隨頻率增加而增大的現象，可以在很寬的頻率范圍內準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；上極板趨膚效應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一個電阻(Rskin_t)組成的另一支路并聯(lián)；下極板趨膚效應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一個電阻(Rskin_b)組成的另一支路并聯(lián)；下極板對地寄生參數分布在下極板兩端；上下極板均采用趨膚效應子電路實現等比例縮放模型的方法。新的MIM電容模型的拓撲結構如圖3所示。其中上下極板寄生電阻均考慮了趨膚效應，其中趨膚效應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一個電阻組成的另一支路并聯(lián)。下極板對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的拓撲結構，其中采用串聯(lián)連接的電阻、 電感作為一條支路和由單獨一個電阻組成的另一支路并聯(lián)的結構來模擬MIM電容上下極板寄生電阻阻值隨頻率增加而增大的現象。下極板對地電容分布在趨膚電阻兩端的值分別為Cox/2的分布電容來模擬。與傳統(tǒng)的MIM電容建模方法相比，本文提出的模型拓撲結構具有以下技術效果1)子電路模型和器件結構緊密聯(lián)系，具有很強的物理性。2)如圖5、圖所示，從仿真結果來看，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，在很寬頻率范圍內準確模擬MIM電容器件的品質因數。本發(fā)明并不限于上文討論的實施方式。以上對具體實施方式
的描述旨在于為了描述和說明本發(fā)明涉及的技術方案?；诒景l(fā)明啟示的顯而易見的變換或替代也應當被認為落入本發(fā)明的保護范圍。以上的具體實施方式
用來揭示本發(fā)明的最佳實施方法，以使得本領域的普通技術人員能夠應用本發(fā)明的多種實施方式以及多種替代方式來達到本發(fā)明的目的。
權利要求
1.一種考慮趨膚效應的模擬射頻MIM電容的電路結構；其特征在于，包括模擬上極板趨膚效應的子電路為串聯(lián)連接的電阻(Rtp)、電感(Ltp)作為一條支路和由單獨一個電阻(Rskin_t)組成的另一支路并聯(lián)；模擬下極板趨膚效應的子電路為串聯(lián)連接的電阻(Rbp)、電感(Lbp)作為一條支路和由單獨一個電阻(Rskin_b)組成的另一支路并聯(lián)。
2.如權利要求1所述的考慮趨膚效應的模擬射頻MIM電容的電路結構；其特征在于， 下極板對地寄生參數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的模擬射頻MIM電容的電路結構；包括模擬上極板趨膚效應的子電路為串聯(lián)連接的電阻(Rtp)、電感(Ltp)作為一條支路和由單獨一個電阻(Rskin_t)組成的另一支路并聯(lián)；模擬下極板趨膚效應的子電路為串聯(lián)連接的電阻(Rbp)、電感(Lbp)作為一條支路和由單獨一個電阻(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構緊密聯(lián)系，具有很強的物理性；從仿真結果來看，和傳統(tǒng)的模型相比在很寬的頻率范圍，本發(fā)明模型可以準確模擬上下極板電阻值；并且可以在很寬頻率范圍內準確模擬MIM電容器件的品質因數。
文檔編號G06F17/50GK102375900SQ201010257270
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月19日 優(yōu)先權日2010年8月19日
發(fā)明者王生榮 申請人:上海華虹Nec電子有限公司