射频CMOS集成电路中可变电容的研究与应用

论文摘要

射频产品已成为现在生活中不可缺少的一部分。在射频收发机中最重要的部分就是频率综合器,而频率综合器中的重要组成部件就是压控振荡器。射频电路的频率比较高,一般都采用电感电容网络（LC）压控振荡器。由于使压控振荡器精确的在某一个频率上振荡是很困难的,所以LC压控振荡器都使用可变电容来进行频率的调节。本文围绕可变电容进行了一系列的研究,首先,讨论了几种可变电容的结构分析其优缺点并进行流片;其次,将性能较好的N+掺杂栅积累型金属氧化物半导体（MOS）可变电容用ICCAP（一种软件）建立Spectre模型;最后,将可变电容应用到压控振荡器中进行性能及模型的验证。本文还提及了互补MOS（CMOS）的基本工艺和部分与可变电容有关的工艺以及射频器件的测试方法。文中的所有器件和电路都是基于中芯国际集成电路制造有限公司0.18μm工艺。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 射频集成电路及无线通讯技术的发展
• 1.2 与选题相关的国内外科技发展动态
• 1.3 压控振荡器在射频集成电路中的地位
• 1.4 所选课题的目的和意义
• 1.5 可变电容的发展
• 1.6 论文的主要内容
• 第二章 CMOS工艺
• 2.1 传统CMOS工艺
• 2.1.1 晶片制造工艺
• 2.1.2 氧化工艺
• 2.1.3 扩散工艺
• 2.1.4 离子注入
• 2.1.5 淀积工艺
• 2.1.6 光刻工艺
• 2.1.7 刻蚀工艺
• 2.2 亚微米CMOS混合信号工艺
• 2.2.1 双阱工艺
• 2.2.2 浅槽隔离工艺
• 2.2.3 轻掺杂漏注入工艺
• 2.2.4 侧墙的形成
• 第三章 CMOS工艺中可变电容的基本原理
• 3.1 二极管可变电容
• 3.2 两端口MOS可变电容
• 3.2.1 反型型可变电容
• 3.2.2 积累型可变电容
• 3.3 三端口MOS可变电容－栅漏极控制可变电容
• 第四章 射频器件的测试
• 4.1 测试仪器简介
• 4.2 仪器的校准
• 4.3 测试结构中的版图规则
• 第五章 可变电容的测试结果分析
• 5.1 可变电容的最优版图
• 5.2 二极管可变电容的版图优化及测量结果
• 5.3 两端口MOS可变电容的版图优化及测量结果
• 5.3.1 反型型MOS可变电容
• 5.3.2 积累型MOS可变电容
• 5.3.3 上述可变电容小结
• 5.4 差分可变电容的结构及测量结果
• 5.5 三端口MOS可变电容的版图优化及测量结果
• 5.6 小结
• 5.7 开关可变电容
• 第六章 可变电容的建模
• 6.1 BSIM模型的发展
• 6.2 BSIM3V3 有关C-V特性的模型参数
• 6.3 可变电容的建模
• 第七章 可变电容在VCO电路中的应用
• 7.1 VCO工作的基本原理
• 7.2 VCO的设计和仿真
• 7.2.1 VCO电路的设计
• 7.2.2 VCO电路中的器件以及版图设计
• 7.3 可变电容在VCO中的仿真结果
• 第八章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果