MIM、MOM和MOS電容的區(qū)別圖文詳解-KIA MOS管

ic layout經(jīng)常會(huì)遇到這三種電容： MOS， MOM ， MIM。

MOS 電容：

兩端結(jié)構(gòu)的mos管，電容值不精確，可以實(shí)現(xiàn)隨控制電壓變化而變化的容值，上下極板接法不可互換。

MOS電容可以分為三層

上層是金屬制成的柵電極(gate)

下層是半導(dǎo)體制成的基極(substrate)

中間層填充了氧化物，通常為SiO2

它只有 gate 和 substrate 兩個(gè)端口

示意圖如下：

MOM 電容：

如圖1所示，finger 插指電容，即利用同層 metal邊沿之間的C。為了省面積，可以多層metal疊加，PDK 中 metal 層數(shù)可以選擇。

一般只在多層金屬的先進(jìn)制程上使用，因?yàn)槭峭ㄟ^多層布線的版圖來(lái)實(shí)現(xiàn)的，但得到的電容值確定性和穩(wěn)定性不如 MIM，一般可能會(huì)用在那種對(duì)電容值要求不高，只是用到相對(duì)比值之類的應(yīng)用。上下極板接法可互換。

MIM 電容：

類似于平板電容，電容值較精確，電容值不會(huì)隨偏壓變化而變化，一般制程上用mTOP l & mTOP -1 來(lái)做，電容值可以用上級(jí)板面積*單位容值來(lái)進(jìn)行估算，上下極板接法不可互換，一般用于analog，RF工藝。

MIM (Metal-Insulator-Metal)電容

MIM 電容被稱為極板電容，電容值較精確，電容值不會(huì)隨偏壓變化而變化。是 Mn 和Mn-1 (版圖金屬層數(shù))金屬構(gòu)成的，利用上下層金屬間的電容構(gòu)成。

電容值可以用上級(jí)板面積*單位容值來(lái)進(jìn)行估算，上下極板接法不可互換，一般用于analog，RF 工藝。由于上下層金屬在三維空間內(nèi)擱著氧化層較遠(yuǎn)，因此會(huì)在上下層金屬添加 MCT(TSMC的叫法是CTM）層次，并且用通孔進(jìn)行連接上下層金屬，以此來(lái)達(dá)到縮小極板間距，增加電容。

如圖1所示，上極板 MCT 為正極，下極板 Metal Top-1為負(fù)極，上極板的電位由 Metal Top 引出。由于 MCT 層的存在，Via并不能打到 Metal Top-1，實(shí)際只是用以連接Metal Top和MCT。

相同面積的三個(gè)電容，電容值 MIM<MOM，MIM約是1/3 MOS電容值.

MOM電容優(yōu)勢(shì)在于不需要額外mask，MIM需要額外mask和工藝才能實(shí)現(xiàn)。

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