[实用新型]一种用于SAR ADC的电容版图结构

说明书

本实用新型公开了一种用于SARADC的电容版图结构，该电容版图结构的单位电容包括：金属线层二，其包括有两个上极板与一个下极板；其中，两个上极板均具有“凵”字形结构，两个上极板的开口相对且相距一距离；所述下极板具有十字形结构，该十字形结构的一边的两端分别插入至两个上极板的“凵”字形结构内，与“凵”字形结构的侧边平行且相隔一距离，十字形结构的另一边处于两个上极板的开口之间且与上极板的开口相隔一距离；金属线层三，其与所述金属线层二上的上极板的侧边平行且通过绝缘层相贴合，用于将两个上极板合并连接在一起。本实用新型的单位电容版图具有在使用工艺库中的电容时，可节省版图面积、降低成本的特点。

技术领域

本实用新型涉及模数转换器技术领域，具体为一种用于SAR ADC的电容版图结构。

背景技术

随着高采样率和高精度SAR ADC的发展，所需要的电容阵列的版图匹配要求越来越高，且容值也越来越小，如12b、14b SAR ADC，就要求电容阵列有优异匹配性能，实际加工中，工艺失配，版图的不对称匹配都会影响SAR ADC 的性能。

传统的叉指电容版图包括单位定制电容，且采用对称布局，但是这种结构下极板需要走很长的走线，由于没有隔离，这样相邻位线会引入额外的寄生电容，且位数多了布线会很复杂，版图布局不易成矩形。

在SAR ADC中，ADC位数越高，电容DAC(CDAC)中的电容数量就越多，如果使用工艺库中自带的电容，那么电容DAC的版图就需要非常对称且匹配的布局，但是这样是很困难的，特别是ADC位数高了以后，对版图的匹配要求也会增加，且随着采样率的增加，所要求的CDAC中的单位电容的值就会更小，另一方面如果使用工艺库当中的电容会使版图画法变的很复杂，因此会浪费很大的面积，并且在不是先进工艺的工艺库当中也没有几fF大小的电容。

为了解决这个问题，设计在使用工艺库中的电容时，可节省版图面积、降低成本的定制单位电容版图的SAR ADC是很有必要的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于SAR ADC的电容版图结构，以解决传统的叉指电容版图会引入额外的寄生电容，且位数多了布线会很复杂的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种用于SAR ADC的电容版图结构，该电容版图结构的单位电容包括：金属线层二，其包括有两个上极板与一个下极板；其中，两个上极板均具有“凵”字形结构，两个上极板的开口相对且相距一距离；所述下极板具有十字形结构，该十字形结构的一边的两端分别插入至两个上极板的“凵”字形结构内，与“凵”字形结构的侧边平行且相隔一距离，十字形结构的另一边处于两个上极板的开口之间且与上极板的开口相隔一距离；金属线层三，其与所述金属线层二上的上极板的侧边平行且通过绝缘层相贴合，用于将两个上极板合并连接在一起；连接通孔，其设置在所述绝缘层上，用于将金属线层二与金属线层三连接。

优选地，该电容版图结构由若干单位电容组成，相邻单位电容之间的上极板的侧边交叠，或相邻单位电容之间的下极板上处于两个上极板的开口之间的边的端部交叠。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果是：本实用新型的定制单位电容版图，通过采用M2层金属层和M3层金属层，这样在65nm CMOS 工艺下，实现一个1fF左右的电容需要的面积仅为2.36*0.56um2，且所有的上下极板可以不用走线就直接连接在一起，节省了电容的上级板的走线，降低了版图的复杂性，且每个电容一致性较好，可以做到很好的匹配，且版图的面积可以节省很多，降低了成本。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是传统的叉指单位电容版图；

图2是传统的叉指电容阵列版图；

图3是本实用新型改进的单位电容版图；