二. MOS管的版图
多晶硅层（Poly）： 多晶硅层的作用是定义制作多晶硅材料的区 域。最早的MOS集成电路制造工艺只能制备 一层多晶硅，而现在已经有能够制备两层多 晶硅的工艺了。对于双层多晶硅工艺，第一 层多晶硅主要用来制作栅极、导线和多晶 硅—多晶硅电容的下极板，第二层多晶硅主 要用来制作多晶硅电阻和多晶硅－多晶硅电 容的上极板。双层多晶硅工艺具有多晶硅1 和多晶硅2这两个版图层。
二. MOS管的版图
阱层（Well）： 阱层定义在衬底上制备阱的区域。NMOS 管制备在P型衬底上，PMOS管制备在N 型衬底上。一块原始的半导体材料，掺入 的杂质类型只能有一种，即该衬底不是N 型就是P型。如果不对衬底进行加工处理 的话，该衬底只能制备一种MOS晶体管。 CMOS集成电路是把NMOS晶体管和 PMOS晶体管制备在同一个硅片衬底上， 为了能够制造CMOS集成电路，需要对衬 底进行处理，利用掺杂工艺在衬底上形成 一个区域，该区域的掺杂类型和衬底的掺 杂类型相反，这个区域就称为阱。
二. MOS管的版图
多晶硅
有源区
W
L
二. MOS管的版图
二. MOS管的版图
图 NMOS晶体管的版图示意图
二. MOS管的版图
三. MOS管版图设计技巧
源漏共用 MOS管的串联：
G1
G2
G1
G2
S1
D1 S2
D2
M1
M2
G1
G2
S1
D1
S2
D2
M1
M2
S1
M1 G1
A12 金属
D2
M2 G2
二. MOS管的版图
金属层： 实现金属互连。
二. MOS管的版图
接触孔层（Contact）： 接触孔层定义制作接触孔的区域。MOS晶体 管的源极、漏极、栅极和衬底都要与电源或其 它元件相连接，这样才能对MOS晶体管供电 使其工作并和其它元件一起组成具有使用价值 的电路。有源区和场区的表面以及多晶硅栅极 上都有二氧化硅薄膜的存在，而二氧化硅是不 导电的，为了能进行电连接，需要将衬底和多 晶硅上某些区域上的二氧化硅去除，打开窗口， 在窗口内填塞金属，并用金属线进行连接。这 些窗口就是接触孔，其作用是实现半导体材料 和金属的欧姆接触，从而对MOS晶体管的各 个电极进行电连接。
P+注入层和N+注入层（P+ implant和N+ implant）： P+注入层定义注入P+杂质离子的区域，而 N+注入层定义注入N+杂质离子的区域。由 于NMOS晶体管和PMOS晶体管的结构相同， 只是源漏区的掺杂类型相反。同时，有源区 层只是定义了源区、漏区和沟道的区域，却 没有说明源区和漏区的掺杂类型。P+注入层 和N+注入层说明了注入杂质的类型，也就 是说明了有源区的导电类型，实现了NMOS 晶体管和PMOS晶体管的区分。
源漏共用 MOS管的并联：
D1
D2

G1
M1 G2
M2 G1
S1
S1
S2
M1
D2 G2
S2 M2
三. MOS管版图设计技巧
源漏共用 MOS管的并联：
D1 G1
S1
A12
M1
D2 M2
三. MOS管版图设计技巧
源漏共用 MOS管的串联：
G1
G2
金属
S1
A12
M1
D2 M2
G1
G2
S1
A12
D2
M1
M2
三. MOS管版图设计技巧
源漏共用 MOS管的串联：
G1
G2
G3
S1
A12
A23
D3
M1
M2
M3
G1
G2
G3
S1
A12 A23
D3
M1
M2
M3
三. MOS管版图设计技巧
一. 概述
CMOS晶体管电路和其它电路（例如双极型晶体管电路）相 比较，具有电流损耗更低、面积更小、设计更加灵活的优点。 CMOS晶体管电路可用于数字电路和模拟电路，并且在一些 特定应用上开始替代双极型晶体管电路。但是，CMOS晶体 管并不具备双极型晶体管的全部性质，为了充分利用CMOS 晶体管和双极型晶体管的优点，已经出现了可将双极型晶体 管和CMOS晶体管制作在同一衬底上的工艺，即BiCMOS工 艺。
第八章 MOS场效应 晶体管
概述
MOS管的版图
MOS
源漏共用
场
效
特殊尺寸MOS管
应
MOS管版图设计技巧
晶
衬底连接和阱连接
体
管 天线效应
棍棒图
MOS管的匹配规则
一. 概述
场效应晶体管（Field Effect Transistor, FET ）的发明早于 双极型晶体管，但是由于当时的集成电路制造工艺无法生长 出高质量的介质薄膜，使得场效应晶体管没有成功生产出来。 二十世纪六十年代，由于适合于栅极的绝缘介质薄膜的成功 生产，使得制造金属-氧化物-半导体场效应晶体管（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor， MOSFET，简称为MOS晶体管）成为可能。 早期的MOS晶体管由于制造工艺不成熟，存在阈值电压不稳 定、薄氧化层易被击穿等问题。随着工艺水平的不断进步， 现在制造MOS晶体管的工艺已经相当成熟了，人们已经可以 制备性能优良的CMOS晶体管电路了。
一. 概述
MOS晶体管是四端器件，具有源极（S）、漏极（D）、栅 极（G）和衬底（B）四个电极，按导电类型分为NMOS晶体 管和PMOS晶体管两种.
（a）NMOS
（b）PMOS
一. 概述
二. MOS管的版图
NMOS晶体管的立体图和俯视图
（a）立体图
（b）俯视图
二. MOS管的版图
图 PMOS晶体管的版图示意图
二. MOS管的版图
P+注入层和N+注入层（P+ implant和N+ implant）： P+注入层定义注入P+杂质离子的区域，而 N+注入层定义注入N+杂质离子的区域。由 于NMOS晶体管和PMOS晶体管的结构相同， 只是源漏区的掺杂类型相反。同时，有源区 层只是定义了源区、漏区和沟道的区域，却 没有说明源区和漏区的掺杂类型。P+注入层 和N+注入层说明了注入杂质的类型，也就 是说明了有源区的导电类型，实现了NMOS 晶体管和PMOS晶体管的区分。
二. MOS管的版图
有源区层（Active）： 有源区层的作用是在衬底上定义制作 有源区的区域，该区域包括源区、漏 区和沟道。在衬底上淀积厚氧化层， 利用光刻和刻蚀工艺在衬底上开窗口 并把厚氧化层除去就可形成有源区， 有源区之外的区域是场区。显然， MOS管必须而且只能制备在有源区 内。
二. MOS管的版图