一种充放电电荷泵及负电压发生器的版图结构的制作方法

1.本发明涉及负电压发生器技术领域，具体涉及一种负电压发生器的版图结构。


背景技术：

2.在cmos图像传感器中，常通过引入一个负电压发生器来为像素电路提供所需的负电压，以改善电荷漏电现象。而现有负电压发生器的各模块之间存在串扰，影响芯片的可靠性。此外，作为负电压发生器的核心，其充放电电荷泵模块存在诸多缺陷，如当电荷泵模块所在区域的电流过大时，过大的寄生电阻易造成过度的电力消费；同时由于电容区域面积较大，导致电容与开关部的距离较远，进而使得开关部到各个电容两级的配线寄生电阻、寄生电容线性增大，最终使得各个电容特性不一致，导致特性偏差造成输出品质下降。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是现有的负电压发生器的各模块之间容易产生串扰，影响芯片的可靠性。此外，负电压发生器的充放电电荷泵的版图结构需要改进，以减小当各区域的器件环境不一致而导致特性偏差，造成输出品质下降的问题以及区域电流过大时，造成过度电力消费的问题。
4.为解决上述问题，本实用新型的第一方面，提供一种充放电电荷泵的版图结构，该结构包括控制部、开关部、电容部，所述控制部、开关部和电容部被均等地分成n个相同的基本单元，且通过顶层干线并联；
5.所述基本单元中，所述电容部的侧面与所述开关部的侧面紧邻；所述控制部的底部与所述电容部的顶部和所述开关部的顶部紧邻；
6.所述电容部包括mos电容和mom电容。
7.进一步地，所述充放电电荷泵与相邻模块的间距设置为15
µ
m-20
µ
m。
8.进一步地，所述充放电电荷泵与相邻模块的间距内设置p型衬底隔离环。
9.进一步地，所述充放电电荷泵的内部深n型阱，通过设置n型阱隔离环与外部进行隔离。
10.第二方面，本实用新型还提供了一种负电压发生器的版图结构，该结构包括：
11.第一版图区，对应逻辑控制模块，位于整个版图区域的左侧；
12.第二版图区，对应中压电源生成模块，位于第一版图区的右侧；
13.第三版图区，对应基准电源生成模块，位于整个版图区域的最上方；
14.第四版图区，对应负电压反馈模块，位于第三版图区的下方，第二版图区的右侧；
15.第五版图区，对应高压驱动模块，位于第四版图区的下方，第二版图区的右侧；
16.第六版图区，对应充放电电荷泵模块，位于整个版图区域的右侧。
17.其中，所述逻辑控制模块包括时钟信号线和其他逻辑控制信号线，所述时钟信号线置于所述第一版图区的顶部；
18.各版图区内部的深n阱设置n型阱隔离环，且外周与其他模块的间距内添加p型衬
底隔离环。
19.本实用新型的有益效果为：
20.1、充放电电荷泵通过单元化均匀分散的布局方式，提高了电流分布均匀性，保证各单元的环境基本一致，解决了因器件环境不一致带来的特性偏差造成输出品质下降的问题；另外，各单元能够分别控制，使输出可调；
21.2、负电压发生器的各模块布局合理，最大限度地减小各模块之间的串扰，提高了芯片的可靠性。
附图说明
22.此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
23.图1本实用新型一实施例的充放电电荷泵的版图结构示意图；
24.图2本实用新型一实施例的负电压发生器的版图结构示意图。
具体实施方式
25.以下结合各个附图对实用新型提出的内容进行详细的实施说明。
26.图1示出本实用新型可能的一种充放电电荷泵的版图结构示意图，该电荷泵的结构包括：控制部、开关部、电容部，所述控制部、开关部和电容部被均等地分成10个相同的基本单元，且通过顶层干线并联；
27.所述基本单元中，所述电容部的侧面与所述开关部的侧面紧邻；所述控制部的底部与所述电容部的顶部和所述开关部的顶部紧邻；
28.所述电容部包括mos电容和mom电容。
29.作为对本实用新型的进一步描述，所述充放电电荷泵与其他相邻模块的间距设置为15
µ
m-20
µ
m。
30.作为对本实用新型的进一步描述，所述充放电电荷泵与其他相邻模块的间距内设置p型衬底隔离环。
31.作为对本实用新型的进一步描述，所述充放电电荷泵的内部深n型阱，通过设置n型阱隔离环与外部进行隔离。
32.需要说明的是，单元个数是由电路的大小来约定的，根据需求进行调整。所述每个单元的结构相同，能够保证器件的环境基本一致，解决了因为各区域的器件环境不一致而导致特性偏差，造成输出品质下降的问题。
33.每个基本单元中，通过使开关部与电容部紧邻，能够有效控制大电流通路的走线长度，解决了常见开关部到电容两级的大电流配线的寄生电阻、寄生电容过大而导致性能出现偏差，以及过度的额外电力消费的问题。
34.图2示出本实用新型可能的一种负电压发生器的版图结构示意图，该结构包括：
35.第一版图区，对应逻辑控制模块，位于整个版图区域的左侧；
36.第二版图区，对应中压电源生成模块，位于第一版图区的右侧；
37.第三版图区，对应基准电源生成模块，位于整个版图区域的最上方；
38.第四版图区，对应负电压反馈模块，位于第三版图区的下方，第二版图区的右侧；
39.第五版图区，对应高压驱动模块，位于第四版图区的下方，第二版图区的右侧；
40.第六版图区，对应充放电电荷泵模块，位于整个版图区域的右侧。
41.其中，逻辑控制模块包括时钟信号线和其他逻辑控制信号线，所述时钟信号线置于第一版图区的顶部；
42.各版图区内部的深n阱设置n型阱隔离环，且外周与其他模块的间距内添加p型衬底隔离环。
43.作为本实用新型的进一步描述，第一版图区的外周与相邻模块的间距设置为8
µ
m-10
µ
m；所述第三版图区的外周与相邻模块的间距设置为5
µ
m-10
µ
m；所述第五版图区的外周与相邻模块的间距设置为15
µ
m-20
µ
m；所述第三版图区与第五版图区的间距设置为80
µ
m-90
µ
m。
44.与现有技术相比，本申请的负电压发生器的各模块合理布局，最大限度地减小各模块之间的串扰，提高了芯片的可靠性。


技术特征：
1.一种充放电电荷泵的版图结构，其特征在于，所述电荷泵结构包括控制部、开关部、电容部，所述控制部、开关部和电容部被均等地分成n个相同的基本单元，且通过顶层干线并联；所述基本单元中，所述电容部的侧面与所述开关部的侧面紧邻；所述控制部的底部与所述电容部的顶部和所述开关部的顶部紧邻；所述电容部包括mos电容和mom电容。2.根据权利要求1所述的充放电电荷泵的版图结构，其特征在于，所述充放电电荷泵与其他相邻模块的间距设置为15μm-20μm。3.一种负电压发生器的版图结构，其特征在于，所述负电压发生器包括权利要求1-2任一项所述的充放电电荷泵的版图结构，其版图结构包括：第一版图区，对应逻辑控制模块，位于整个版图区域的左侧；第二版图区，对应中压电源生成模块，位于第一版图区的右侧；第三版图区，对应基准电源生成模块，位于整个版图区域的最上方；第四版图区，对应负电压反馈模块，位于第三版图区的下方，第二版图区的右侧；第五版图区，对应高压驱动模块，位于第四版图区的下方，第二版图区的右侧；第六版图区，对应充放电电荷泵模块，位于整个版图区域的右侧。4.根据权利要求3所述的负电压发生器的版图结构，其特征在于，所述逻辑控制模块包括时钟信号线和其他逻辑控制信号线，所述时钟信号线置于所述第一版图区的顶部。5.根据权利要求3所述的负电压发生器的版图结构，其特征在于，所述各个版图区内部的深n阱设置n型阱隔离环。6.根据权利要求3所述的负电压发生器的版图结构，其特征在于，所述各个版图区外周与相邻模块的间距内添加p型衬底隔离环。7.根据权利要求3所述的负电压发生器的版图结构，其特征在于，所述第一版图区的外周与相邻模块的间距设置为8μm-10μm；所述第三版图区的外周与相邻模块的间距设置为5μm-10μm；所述第五版图区的外周与相邻模块的间距设置为15μm-20μm；所述第三版图区与第五版图区的间距设置为80μm-90μm。

技术总结
本实用新型公开了一种充放电电荷泵及负电压发生器的版图结构，所述电荷泵结构包括控制部、开关部、电容部，所述控制部、开关部和电容部被均等地分成N个相同的基本单元，且通过顶层干线并联；所述基本单元中，所述电容部的侧面与所述开关部的侧面紧邻；所述控制部的底部与所述电容部的顶部和所述开关部的顶部紧邻；所述电容部包括MOS电容和MOM电容。所述电容部包括MOS电容和MOM电容。所述电容部包括MOS电容和MOM电容。


技术研发人员：ꢀ(51)Int.Cl.G06F30/392
受保护的技术使用者：四川创安微电子有限公司
技术研发日：2022.04.08
技术公布日：2022/8/23