针对失配优化具有改进的布局的模拟电路的利记博彩app_2

文档序号:9673165阅读:来源:国知局
的漏极被耦合到晶体管Tq3的源极以及晶体管Tq3的漏极输出电流1utl。晶体管Tql的栅极被耦合到晶体管Tq2和Tq3中的每个晶体管的栅极。此外,如在图2A中所图示的,晶体管Tql、Tq2和Tp3的栅极被耦合到晶体管Tpl、Tp2和Τρ3的栅极。
[0023]晶体管Trl、Tr2和Tr3也以与图2Α中图示的晶体管Tql、Tq2和Tq3的连接相似地方式串联连接。
[0024]在实施例中,如在图2A中所图示的,将通过晶体管Tp3输出的电流Iref通过晶体管Tq3和Tr3分别被镜像成1utl和1ut2。例如,电流1utl和电流1ut2中的每个电流与电流Iref基本相等。
[0025]在实施例中,晶体管串Tpl、Tp2和Tp3与单个晶体管Tp在功能上等效。例如,从功能的角度来看,晶体管Tpl、Tp2和Tp3可以被单个晶体管Tp取代。
[0026]相似地,从功能的角度来看,晶体管Tql、Tq2和Tq3可以被对应的单个晶体管Tq取代;并且晶体管Trl、Tr2和Tr3可以被单个晶体管Tr取代。
[0027]图2B示意性地图示了图2A的电流镜200的晶体管Tp1、Tp2和Tp3的俯视图;以及图2C示意性地图示了图2Α的电流镜200的晶体管Tpl、Tp2和Τρ3的横截面图。尽管在图2Α-图2C中图示的晶体管是Ρ沟道金属氧化物半导体场效应(PM0S)晶体管,但是晶体管可以是任意其他合适的类型(例如,NM0S晶体管)。尽管图2Α图示了电流Iref被镜像成两个电流1utl和1ut2(即,电流镜200包括三个晶体管串),但是在另一实施例中,电流Iref可以被镜像成任意不同数量的电流(即,电流镜200可以包括任意不同数量的镜像的路径以及任意对应的不同数量的晶体管串)。尽管图2A-图2C图示了以串联晶体管的方式被耦合的三个对应的晶体管(例如,晶体管Tpl、Tp2和Tp3被串联耦合),但是任意不同数量的晶体管(例如,两个、四个等)也可以以对应的晶体管串的方式被耦合。
[0028]如在图2Β和图2C中图示的,在Ν型衬底(例如,Ν阱212ρ)上形成晶体管Tpl、Tp2和Τρ3。晶体管Tpl具有对应的栅极区域214pl。在Ν阱212ρ上形成并且利用Ρ型掺杂剂掺杂的区域216pa形成晶体管Tpl的源极区域。在Ν阱212ρ上形成并且利用Ρ型掺杂剂掺杂的区域216pb形成晶体管Tp 1的漏极区域。
[0029]晶体管Tp2具有对应的栅极区域214p2。此外,区域216pb也形成针对晶体管Tp2的源极区域。因此,区域216pb是针对晶体管Tpl和晶体管Τρ2两者的公共区域。在Ν阱212ρ上形成并且利用Ρ型掺杂剂掺杂的区域216pc形成晶体管Τρ2的漏极区域。
[0030]晶体管Τρ3具有对应的栅极区域214ρ3。此外,区域216pc也形成针对晶体管Τρ3的源极区域。因此,区域216pc是针对晶体管Τρ2和晶体管Τρ3两者的公共区域。形成在Ν阱212ρ上并且利用Ρ型掺杂剂掺杂的区域216pd形成晶体管Τρ3的漏极区域。
[0031]在实施例中并且尽管未在图2Β和图2C中图示,然而晶体管Tpl、Tp2和Τρ3的栅极区域214pl、214p2和214ρ3彼此耦合。例如,栅极区域214pl、214p2和214ρ3经由一个或多个金属层、导电迹线和/或类似物被耦合。
[0032]在图2C中还图示了在区域216pa、216pb、216pc和216pd的边缘附近或之上形成的口袋注入区域220p。在实施例中,口袋注入区域220p包括N型口袋注入或N型掺杂剂。
[0033]在实施例中,栅极区域214pl、214p2和214p3中的每个栅极区域具有W1的宽度,并且栅极区域214pl、214p2和214p3分别具有长度L1、L2和L3。在实施例中,长度L1、L2和L3基本相似。
[0034]尽管未在图2B-图2C中图示,但是晶体管串Tql、Tq2、Tq3与晶体管串Tpl、Tp2、Tp3结构上相似;并且晶体管串Trl、Tr2、Tr3与晶体管串Tpl、Tp2、Tp3结构上相似。例如,晶体管Tql、Tq2、Tq3分别具有与如在图2Β和图2C中图示的晶体管Tpl、Tp2、Tp3的结构基本相似的结构。因此,晶体管串Tp 1、Τρ2、Τρ3的结构和晶体管串Tr 1、Tr2、Tr3的结构未在图中单独图不ο
[0035]如在前讨论的,晶体管串Tpl、Τρ2和Τρ3与单个晶体管Tp在功能上等效。例如,从功能的角度来看,晶体管Tpl、Tp2和Tp3可以被单个晶体管Tp取代。在示例中,晶体管Tpl、Tp2和Τρ3的长度L1、L2和L3之和(S卩,功能上等效的晶体管Tp的栅极的有效长度)与预定义的长度基本相等。例如,如果图2A的电流镜200的晶体管Tpl、Tp2和Tp3要取代图1A的电流镜100的单个晶体管Ta,那么晶体管Tpl、Tp2和Τρ3的长度L1、L2和L3之和例如与晶体管Ta的长度L基本相等。
[0036]利用图2A-图2C的电流镜200中的三个晶体管Tpl、Tp2和Tp3取代图1A-图1C的电流镜100中的单个晶体管Ta具有几个优点。例如,(i)晶体管Ta的栅极长度和(ii)晶体管Tpl、Tp2和Tp3的有效栅极长度基本相似。然而,晶体管Ta具有在区域16al和区域16a2附近形成的口袋注入区域20a。相比之下,在晶体管Tpl、Tp2和Tp3中,在区域216pa、216pb、216pc和216pd附近形成口袋注入区域220p。因此,在晶体管串Tpl、Tp2、Tp3的口袋注入区域220p中的掺杂剂的量相对地高于晶体管Ta的口袋注入区域20p中的掺杂剂的量。因此,尽管晶体管Ta与晶体管串Tpl、Tp2、Tp3在功能上相似,但是与在晶体管Ta中的相比,晶体管串Tpl、Tp2、Tp3在口袋注入区域220p中具有更高的掺杂剂的量。相似地,尽管晶体管Tb与晶体管串Tql、Tq2、Tq3在功能上相似,但是与在晶体管Tb中的相比,晶体管串Tql、Tq2、Tq3在对应的口袋注入区域中具有更高的掺杂剂的量。相似地,尽管晶体管Tc与晶体管串Tr 1、Tr2、Tr3在功能上相似,但是与在晶体管Tc中的相比,晶体管串Tr 1、Tr2、Tr3在对应的口袋注入区域中具有更高的掺杂剂的量。
[0037]增加两个晶体管的口袋注入区域中的掺杂剂的量导致两个晶体管的阈值电压之间的失配的标准差的降低。因此,由于晶体管串Tp 1、Tp2、Tp3、晶体管串Tq 1、Tq2、Tq3和晶体管串Trl、Tr2、Tr3中的每个晶体管串的口袋注入区域中的掺杂剂的量相对较高(例如,高于晶体管Ta、Tb、Tc中的每个晶体管的口袋注入区域中的掺杂剂的量),所以等效的晶体管Tp、Tq和Tr的阈值电压之间的失配的标准差相对较低,因此导致电流Iref、1utl和1ut2的更好的匹配。
[0038]例如,假定晶体管Ta在口袋注入区域20a中具有量为N的掺杂剂。因此,晶体管Ta、Tb、Tc的阈值电压之间的失配的标准差与l/sqrt(N)基本成比例,其中sqrt(N)代表N的平方根。在晶体管串Tpl、Tp2、Tp3中,在口袋注入区域220p中的掺杂剂的量差不多是N的三倍,即,3N(例如,由于口袋注入区域220p大约是口袋注入区域20a的大小的三倍)。因此,功能上等效的晶体管Tp、Tq、Tr的阈值电压之间的失配的标准差与l/sqrt(3N)基本成比例,其中1/sqrt(3N)代表3N的平方根。因此,与晶体管串Tpl、Tp2、Tp3关联的阈值电压之间的失配的标准差比晶体管Ta低得多。
[0039]因此,利用功能上等效的晶体管串Tpl、Tp2和Tp3取代单个晶体管(例如,图1A-图1C的晶体管Ta)导致失配的改进而基本不增加栅极区域的有效尺寸(S卩,如所讨论的,晶体管Ta的栅极区域14a的尺寸基本上与晶体管Tpl、Tp2、Tp3的栅极区域214pl、214p2、214p3的有效尺寸相等)。
[0040]在实施例中,在图2A-图2C的电流镜200中具有晶体管串Tpl、Tp2和Tp3(例如,而不是单个晶体管)还确保了例如因为多个堆叠晶体管,所以在晶体管串中沿着栅极长度的线边缘粗糙度(LER)效应被平均化,从而使晶体管的栅极区域的临界(critical)尺寸成为器件失配中的相对较小的因素。
[0041 ] 如在前讨论的,在实施例中,栅极区域214pl、214p2和214p3的长度L1、L2和L3基本相等(例如,比如等于长度Lp)。在实施例中,长度Lp与如用于制造电流镜200的晶体管的给定技术所允许的栅极区域的最小长度相等或者接
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