Electronica II Lab Microwind Aux: Jorge E. Osorio CONSTRUCCIN MANUAL DE LAYOUT DE UN DISPOSITIVO MOS Para realizar manualmente el dibujo del diseo de un dispositivo MOS y simular su comportamiento, podemos usar fcilmente microwind de la siguiente manera: Para crear un MOS canal N: Debe realizarse antes una observacin sobre el dibujo en el layout, el fondo (negro por defecto) representa un sustrato de un MOS canal n, es decir una difusin p. 1. En la paleta de layers, escoja el material polysilicon1 (con este material se construye

la compuerta del transistor). Fije la primera esquina del cuadro con el Mouse. Manteniendo presionado el Mouse, muvalo a la esquina opuesta del cuadro. Ha sido creado un cuadro en capa de polysilicon mediante un arrastre de Mouse. El ancho del cuadro no debe ser inferior a 2 lambda., que es el ancho mnimo del cuadro.

ParanuestrocasoL=0.25um(2Lamba)yW=4.25um

2.Cambie la capa actual a difusin n, haciendo clic sobre el botn de difusin n en la paleta, asegrese que el material escogido (esto se refiere a que se encuentre resaltado en color rojo sobre la paleta) sea ahora la difusin n+ (Alto dopaje, N+ diffusion). Dibuje un cuadro de difusin n+, este cuadro queda representado por un color verde. La interseccin entre el polysilicon y la difusin n+ crea el canal del dispositivo MOS. Para este ejemplo, si queremos un transistor con un canal de W=34 (medido verticalmente) y L=2, dibujamos un cuadro que cumpla con la condicin de ancho, y preferiblemente simtrico a lado y lado del canal:

Debe observarse en este momento el orden en el que se van dibujando las capas actuales (primero el polysilicon, que representa la compuerta del dispositivo, luego la difusin de alto dopaje que posiblemente son la fuente y el dren del dispositivo, ya que el dispositivo es simtrico, entonces se debe tener una vaga idea de cmo es el proceso de construccin en estos momentos)

3) Para asignar los contactos, debe tenerse en cuenta que deben tener dimensiones mnimas, y que deben distribuirse de modo que quede el mximo nmero de contactos distribuidos en sus distancias mnimas en la difusin N que se tenga. Recordando lo anterior procedemos a escoger en la paleta el layer contact, distribuirlos en su tamao y separacin mnima, y cubrirlos con el layer metal1. El resultado es el siguiente:

Como vemos que en este caso el rea de la difusin N permite poner dos contactos en vez de 1 a cada lado del canal, por eso utilizamos el nmero mximo permitido. Hasta este punto slo faltara colocar el contacto de compuerta, para completar el dispositivo MOS de canal N.

Algunos diseadores optan por diferenciar entre drenador y fuente, poniendo al lado de una de las dos difusiones N una difusin P e interconectarlas mediante contactos y metal. Esta difusin P simboliza entonces la terminal del cuerpo conectado a la fuente. El layout resultante es:

En realidad, hacer esta modificacin no influye demasiado en el comportamiento del dispositivo, por tanto no es obligatoria.

ComportamientoDinmico

Apliqueunasealderelojalapuerta.ClicksobreeliconoClockyentoncesclicksobrelapuertadepolisilicio

Quconclusinpuedeobtienedelagrafica?

Transistor Pmos Para crear un dispositivo MOS de canal P, deben seguirse esencialmente los mismos pasos de construccin para su anlogo de canal N; slo deben tenerse en cuenta estas diferencias: - El transistor MOS de canal P, debe ser construido sobre una regin N especialmente

creada, llamada N well, o pozo N. esta rea debe ser ms grande que el transistor a crear, el archivo de reglas determina qu tan grande debe ser.

Las regiones de difusin para drenador y fuente, son de tipo P (P+ diffusion). Si se

quiere hacer una regin de cuerpo, esta debe ser de difusin N. El layout de un transistor MOS tipo P es el siguiente:

Extraccin de elementos del diseo Microwind permite realizar una simple extraccin de los elementos que componen el layout File > converter into >spice netlist Sin embargo existen otros parmetros que esta herramienta no calcula, por lo que es necesario calcularlos manualmente:

La lnea SPICE de un transistor MOS quedara: Mx d_node g_node s_node b_node mos_model W=w L=l PD=pd PS=ps AD=ad AS=as NOTA: Cuidado con la numeracin de los nodos generados por Microwind, al ser los transistores simtricos pueden aparecer los nodos de drenador intercambiados con los de fuente.

Visualizacin del aspecto vertical de proceso del MOS

Para ver un aspecto vertical del MOS (en este caso tipo N), debe hacerse clic sobre el icono que permite tener acceso al proceso de simulacin (comando >>SIMULATE>>Process Section in 2D en el men principal) la seccin La seccin transversal debe mostrar tres nodos, la puerta (de color rojo), la difusin izquierda es la fuente (verde) y la derecha el dren (color verde) sobre un sustrato de color gris. Al lado de la fuente se encuentra la difusin P en que simboliza el terminal de cuerpo de transistor. Un oxido dbil o tenue, llamado oxido de la puerta, separa el terminal de puerta. Varios pasos de oxidacin llevan a amontonar el oxido sobre la superficie de la puerta. Sobre todo esto est el metal de los contactos.