一种模块化滤波电容电路及其版图结构的制作方法

本实用新型属于电子设计技术领域，更具体地，涉及一种模块化滤波电容电路及其版图结构。

背景技术：

在第一信号线与第二信号线之间并接的电容可称为滤波电容，滤波电容用于滤除信号线的杂波和交流成分，压平滑脉动直流电，以及储存电能。滤波电容的取值与负载电流和对信号线耦合的大小有关，因此，在一定程度上来说电容的容值越大越好。现有技术中，会在大电容旁边并联一个容值较小的电容，称为高频去耦电容，这也是滤波的一种形式，用来滤除信号线中的高频杂波以免电路产生自激，从而稳定电路工作状态。总之，这些不同类型的滤波电容，目的都是在第一信号线与第二信号线之间形成高频低阻抗，从而达到较佳的滤波效果。

现有技术中，在第一信号线与第二信号线之间插入滤波电容，使得信号线与其滤波电容分开布置，如图1所示，这会导致在版图结构中，没有足够大小的空间去布置足够数量的滤波电容，从而影响滤波效果，此外，为避免信号线受到干扰，在第一信号线和第二信号线的旁边不允许其它信号线的存在，从而进一步导致版图面积极大的浪费，严重降低版图面积利用率。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服现有技术所存在的不足而提出了一种模块化滤波电容电路及其版图结构，使得第一信号线、第二信号线和滤波电容合并布置。

本实用新型提出如下技术方案。

一种模块化滤波电容电路，包括：金属-绝缘体-金属(metalinsulatormetal，mim)电容模块、金属氧化物-半导体(metal-oxidesemiconductor，mos)电容模块、第一信号线、第二信号线；其中，mim电容模块与mos电容模块通过第一信号线和第二信号线实现电气连接；

mim电容模块包括滤波电容，mos电容模块包括第一pmos管、第二pmos管，第一nmos管和第二nmos管；

第二pmos管的s端和d端均连接第一信号线，第一nmos管的s端和d端均连接第二信号线，第一pmos管的s端连接第一信号线，第二nmos管的s端连接第二信号线；第一poms管的g端和第二pmos管的g端均连接第二nmos管的d端，第一nmos管的g端和第二nmos管的g端均连接第一pmos管的d端；

滤波电容的一端连接第一信号线，另一端连接第二信号线。

优选地，

第二信号线接地。

一种模块化滤波电容的版图结构包括：第一金属层、第二金属层、第三金属层、第四金属层、第五金属层、第六金属层和有源层。

优选地，

第一金属层与有源层形成mos电容占用的层次；mos电容的上极板通过通孔与第六金属层连通，mos电容的下极板通过通孔与第四金属层连通；

第二金属层与第三金属层之间存在多个通孔实现连接；第三金属层与第四金属层连接；第四金属层形成第二信号线的通路；

第四金属层形成mim电容下极板占用的层次；

第五金属层形成mim电容上极板占用的层次；

第六金属层与第五金属层之间存在多个通孔实现连接；

第六金属层形成第一信号线的通路。

优选地，

第二金属层、第三金属层与第四金属层共同形成第二信号线的通路；

第五金属层与第六金属层共同形成第一信号线的通路。

优选地，

多个模块化滤波电容的版图结构进行连接时，不同版图结构中的各金属层之间对应连接；

不同版图结构中的第二金属层之间对应连接、第三金属层之间对应连接，并且与对应连接的第四金属层，共同形成第二信号线的通路；

不同版图结构中的第五金属层之间对应连接、第六金属层之间对应连接，共同形成第一信号线的通路。

本实用新型采用以上技术方案，与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、由于将mim电容模块和mos电容模块完全叠加，在相同的版图面积下，电容的容值大幅提升，提高了芯片的集成度；

2、第一pmos管和第二pmos管导通后相当于线性电阻，可以抑制信号波动对第二pmos管和第一nmos管的g端的冲击，起到保护作用；

3、由于mos电容模块对中频噪声的抑制作用较明显，mim电容模块对高频噪声的抑制作用较明显，两者叠加后，在兼容两者的优点之上进一步提升了滤波能力；

4、设计版图模块化，因此各个单元可无缝拼接，便于多个单元快速拼接。

附图说明

图1为现有技术中标准滤波电容的电气连接示意图；

图2为本实用新型一种模块化滤波电容电路的原理图；

图3为本实用新型一种模块化滤波电容版图结构的设计剖面图；

图4为本实用新型一种模块化滤波电容版图结构的立体透视图；

图5为本实用新型一种模块化滤波电容版图结构的单个单元俯视透视图；

图6为本实用新型一种模块化滤波电容电路及其版图结构的三个单元拼接的俯视透视图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。

如图1，一种模块化滤波电容电路，包括：mim电容模块、mos电容模块、第一信号线、第二信号线；其中，mim电容模块与mos电容模块通过第一信号线和第二信号线实现电气连接。

如图2，mim电容模块包括滤波电容，mos电容模块包括第一pmos管、第二pmos管，第一nmos管和第二nmos管。

第二pmos管的s端和d端均连接第一信号线，第一nmos管的s端和d端均连接第二信号线，第一pmos管的s端连接第一信号线，第二nmos管的s端连接第二信号线；第一poms管的g端和第二pmos管的g端均连接第二nmos管的d端，第一nmos管的g端和第二nmos管的g端均连接第一pmos管的d端；滤波电容的一端连接第一信号线，另一端连接第二信号线。

具体地，

第二信号线接地。

如图3，一种模块化滤波电容的版图结构包括：第一金属层1、第二金属层2、第三金属层3、第四金属层4、第五金属层5、第六金属层6和有源层1a。

具体地，

第一金属层1与有源层1a形成mos电容占用的层次；

第二金属层2与第三金属层3之间存在多个通孔实现连接；第三金属层3与第四金属层4连接；第四金属层4为第二信号线的通路；

第四金属层4形成mim电容下极板占用的层次；

第五金属层5形成mim电容上极板占用的层次；

mim电容的上极板通过通孔与第六金属层6连通，mim电容的下极板通过通孔与第四金属层4连通；

第六金属层6与第五金属层5之间存在多个通孔实现连接；

第六金属层6形成第一信号线的通路。

具体地，

第二金属层2、第三金属层3与第四金属层4共同形成第二信号线的通路；

第五金属层5与第六金属层6共同形成第一信号线的通路。

本优选实施例中，以六层金属为例，mim电容模块的上极板接第一信号线、下极板接第二信号线；mim电容模块的上极板通过通孔与mos电容模块的上极板连接，mim电容模块的下极板通过通孔与mos电容模块的下极板连接，即实现mim电容模块与mos电容模块并联连接。

从图4可以看出，mim电容模块与mos电容模块完全叠加在第一信号线与第二信号线之间，实现了滤波电容与信号线的完全结合。

具体地，

多个模块化滤波电容的版图结构进行连接时，不同版图结构中的各金属层之间对应连接；

不同版图结构中的第二金属层之间对应连接、第三金属层之间对应连接，并且与对应连接的第四金属层，共同形成第二信号线的通路；

不同版图结构中的第五金属层之间对应连接、第六金属层之间对应连接，共同形成第一信号线的通路。

图5和图6分别为单个模块化滤波电容的版图结构的俯视透视图和三个模块化滤波电容的版图结构拼接后的俯视透视图；多个模块化滤波电容的版图结构之间可以实现快速无缝拼接。

采用本实用新型提出的新型模块化滤波电容版图结构，在相同的版图面积下，电容的容值提升了400％，第一电信号线与第二信号线之间的滤波电容的版图面积减小80％。

本实用新型采用以上技术方案，与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、由于将mim电容模块和mos电容模块完全叠加，在相同的版图面积下，电容的容值大幅提升，提高了芯片的集成度；

2、第一pmos管和第二pmos管导通后相当于线性电阻，可以抑制信号波动对第二pmos管和第一nmos管的g端的冲击，起到保护作用；

3、由于mos电容模块对中频噪声的抑制作用较明显，mim电容模块对高频噪声的抑制作用较明显，两者叠加后，在兼容两者的优点之上进一步提升了滤波能力；

4、设计版图模块化，因此各个单元可无缝拼接，便于多个单元快速拼接。

以上所述，仅为本实用新型中的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换，都应涵盖在本实用新型的包含范围之内，因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。