MOM电容和电荷泵电路制造技术

本发明专利技术公开了一种MOM电容和包括所述的MOM电容的电荷泵电路，MOM电容包括：衬底；第一极板和第二极板，位于所述衬底上方且彼此隔开；以及多晶硅层，位于所述衬底和所述第一极板之间且与所述第二极板相连接，在所述多晶硅层与所述第一极板之间产生辅助电容，可以在不浪费面积的基础上消除辅助电容对电荷泵电路的效率的影响，并提高了飞电容的容值。并提高了飞电容的容值。并提高了飞电容的容值。

【技术实现步骤摘要】
MOM电容和电荷泵电路


[0001]本专利技术涉及功率转换器
，特别涉及一种MOM电容和电荷泵电路。

技术介绍

[0002]电荷泵(chargepump)又称开关负载电容式变换器，是一种利用所谓的“快速”或“泵送”负载电容来储能的变化器。由于电荷泵电路不需要电感器进行电压转换，因此有时将其称为无电感DC/DC转换器，被广泛应用于电源产品中，通常用其做功率管的栅极驱动，因此电荷泵的效率会直接影响功率管的栅源电压，提高电荷泵的效率能够提高功率管的栅源电压，进而提高功率管的导通效率。在许多高压产品中，为了提高飞电容的耐压，通常飞电容会选用MOM电容。
[0003]图1示出了一种传统的MOM电容的俯视图。如图1所示，MOM电容包括衬底(SUB)10以及极性相反的第一极板20和第二极板30，第一极板20和第二极板30均由金属M1构成，构成第一极板20的金属M1与衬底10之间存在辅助电容。
[0004]图2示出了图1中MOM电容的辅助电容的截面图。如图2所示，辅助电容C的第一极板为MOM电容的第一极板20，辅助电容C的第二极板为MOM电容的衬底10。由于辅助电容C的第二极板为衬底10，会使得辅助电容C接地，导致电荷传输过程中会有部分电荷从接地端漏掉，降低了MOM电容的容值，同时也降低了应用传统MOM电容作为飞电容的电荷泵电路的效率。
[0005]图3示出了使用图1中MOM电容的电荷泵电路的示意性电路图。如图3所示，电荷泵电路包括晶体管T1
‑
T4，反相器INV1
‑
>INV3，飞电容C1及其相应的辅助电容C3以及飞电容C2及其相应的辅助电容C4，辅助电容C3和辅助电容C4的其中一端接地。以飞电容C1及其对应的辅助电容C3为例，由于飞电容C1和其辅助电容C3之间存在分压，会导致飞电容C1的第一极板20的电位瞬间上升不到输入至飞电容C1的电压，使得电荷泵电路的输出电压VCP小于输入电压VIN与输入飞电容C1的电压之和，无法达到电荷泵电路期望的电压值。

技术实现思路

[0006]鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种MOM电容和电荷泵电路，从而在不浪费面积的基础上消除辅助电容对电荷泵电路的效率的影响，并提高了飞电容的容值。
[0007]根据本专利技术的一方面，提供一种MOM电容，包括衬底；第一极板和第二极板，位于所述衬底上方且彼此隔开；以及多晶硅层，位于所述衬底和所述第一极板之间且与所述第二极板相连接，在所述多晶硅层与所述第一极板之间产生辅助电容。
[0008]可选地，所述第一极板和所述第二极板形成位于同一层面的梳状结构，所述第一极板和所述第二极板的梳齿交错排布。
[0009]可选地，梳脊与所述梳齿垂直，所述梳脊用于将对应的梳齿相互连接。
[0010]可选地，所述多晶硅层包括：第一梳状结构，位于所述第一极板的正下方，所述第一梳状结构的梳齿与所述第一极板的梳齿平行，所述第一梳状结构的梳脊与所述第一极板
的梳脊平行；连接结构，与所述第二极板的梳脊平行，通过多个接触结构与所述第二极板的梳脊相连，其中，所述第一梳状结构的梳齿延伸至所述连接结构，所述连接结构将所述第一梳状结构的梳齿相互连接。
[0011]可选地，所述第一梳状结构的梳齿的宽度与所述第一极板的梳齿的宽度相等，所述第一梳状结构的梳脊的长度和宽度与所述第一极板的梳脊的长度和宽度相等。
[0012]可选地，所述连接结构的宽度与所述第二极板的梳脊的宽度相等。
[0013]根据本专利技术的另一方面，提供一种包括上述所述的MOM电容的电荷泵电路，所述电荷泵电路用于将输入电压转换为升压后的输出电压，所述电荷泵电路包括升压模块，具有用于接收第一电压的第一输入端，用于接收第二电压的第二输入端，以及用于输出升压之后的输出电压的输出端；第一驱动单元，与所述升压模块相连，用于根据时钟信号提供所述第一电压；第二驱动单元，与所述升压模块相连，用于根据所述时钟信号提供所述第二电压；其中，所述升压模块还包括至少一个飞电容和与其并联的辅助电容，所述飞电容通过所述MOM电容中的第一极板和第二极板形成，所述辅助电容通过所述MOM电容中的多晶硅层和所述第一极板形成。
[0014]可选地，所述升压模块还包括：第一至第四晶体管，其中，第一晶体管和第二晶体管的源极与电源输入端相连，第三晶体管和第四晶体管的源极与所述输出端相连，所述第一晶体管和所述第三晶体管的漏极以及所述第二晶体管和所述第四晶体管的栅极连接于第一中间节点，所述第二晶体管和所述第四晶体管的漏极以及所述第一晶体管和所述第三晶体管的栅极连接于第二中间节点。
[0015]可选地，所述至少一个飞电容包括第一飞电容，所述第一飞电容的输入端作为所述升压模块的第一输入端，与所述第一驱动单元相连，所述第一飞电容的输出端与所述第一中间节点相连，用于将所述第一电压传输至所述第一中间节点。
[0016]可选地，所述至少一个飞电容包括第二飞电容，所述第二飞电容的输入端作为所述升压模块的第二输入端，与所述第二驱动单元相连，所述第二飞电容的输出端与所述第二中间节点相连，用于将所述第二电压传输至所述第二中间节点。
[0017]可选地，所述第一驱动单元包括第一反相器，输入端用于接收所述时钟信号，输出端与所述第一飞电容的输入端相连。
[0018]可选地，所述第二驱动单元包括第二和第三反相器，第二反相器的输入端用于接收所述时钟信号，输出端与第三反相器的输入端连接，所述第三反相器的输出端与所述第二飞电容的输入端相连。
[0019]本专利技术提供的MOM电容和电荷泵电路，通过在MOM电容的第一极板与衬底之间设置与第二极板相连的多晶硅层，将MOM电容的辅助电容的第一极板和第二极板转化为MOM电容的第一极板和第二极板，从而在不浪费面积的基础上使得MOM电容与其辅助电容并联，提高了MOM电容的容值，在将MOM电容应用于电荷泵电路的飞电容时，可以保证飞电容的第一极板的电压可以瞬间达到输入至飞电容的电压，消除了辅助电容对电荷泵电路的效率的影响，并提高了飞电容的容值。
附图说明
[0020]通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其他目的、特征和
优点将更为清楚，在附图中：
[0021]图1示出了一种传统的MOM电容的俯视图；
[0022]图2示出了图1中MOM电容的辅助电容的截面图；
[0023]图3示出了使用图1中MOM电容的电荷泵电路的示意性电路图；
[0024]图4示出了根据本专利技术实施例的MOM电容的结构示意图；
[0025]图5示出了根据本专利技术实施例的MOM电容的俯视图；
[0026]图6示出了根据本专利技术实施例的MOM电容的辅助电容的截面图；
[0027]图7示出了根据本专利技术实施例的电荷泵电路的示意性电路图；
[0028]图8示出了根据本专利技术实施例的电荷泵电路与传统的电荷泵电路的输出波形对比图。
具体实施方式
[0029]以下将参照附图更详细地描述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MOM电容，包括：衬底；第一极板和第二极板，位于所述衬底上方且彼此隔开；以及多晶硅层，位于所述衬底和所述第一极板之间且与所述第二极板相连接，在所述多晶硅层与所述第一极板之间产生辅助电容。2.根据权利要求1所述的MOM电容，其中，所述第一极板和所述第二极板形成位于同一层面的梳状结构，所述第一极板和所述第二极板的梳齿交错排布。3.根据权利要求2所述的MOM电容，其中，梳脊与所述梳齿垂直，所述梳脊用于将对应的梳齿相互连接。4.根据权利要求3所述的MOM电容，其中，所述多晶硅层包括：第一梳状结构，位于所述第一极板的正下方，所述第一梳状结构的梳齿与所述第一极板的梳齿平行，所述第一梳状结构的梳脊与所述第一极板的梳脊平行；连接结构，与所述第二极板的梳脊平行，通过多个接触结构与所述第二极板的梳脊相连，其中，所述第一梳状结构的梳齿延伸至所述连接结构，所述连接结构将所述第一梳状结构的梳齿相互连接。5.根据权利要求4所述的MOM电容，其中，所述第一梳状结构的梳齿的宽度与所述第一极板的梳齿的宽度相等，所述第一梳状结构的梳脊的长度和宽度与所述第一极板的梳脊的长度和宽度相等。6.根据权利要求4所述的MOM电容，其中，所述连接结构的宽度与所述第二极板的梳脊的宽度相等。7.一种包括如权利要求1
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6任一项所述的MOM电容的电荷泵电路，所述电荷泵电路用于将输入电压转换为升压后的输出电压，所述电荷泵电路包括：升压模块，具有用于接收第一电压的第一输入端，用于接收第二电压的第二输入端，以及用于输出升压之后的输出电压的输出端；第一驱动单元，与所述升压模块相连，用于根据时钟信号提供所述第一电压；第二驱动单元，与所述升压模块相连，...

【专利技术属性】
技术研发人员：高长城，谢程益，于翔，
申请(专利权)人：圣邦微电子北京股份有限公司，
类型：发明
国别省市：