ic layout经常会遇到这三种电容: MOS, MOM , MIM。
MOS 电容:
两端结构的mos管,电容值不精确,可以实现随控制电压变化而变化的容值,上下极板接法不可互换。
MOS电容可以分为三层
上层是金属制成的栅电极(gate)
下层是半导体制成的基极(substrate)
中间层填充了氧化物,通常为SiO2
它只有 gate 和 substrate 两个端口
示意图如下:
MOM 电容:
如图1所示,finger 插指电容,即利用同层 metal边沿之间的C。为了省面积,可以多层metal叠加,PDK 中 metal 层数可以选择。
一般只在多层金属的先进制程上使用,因为是通过多层布线的版图来实现的,但得到的电容值确定性和稳定性不如 MIM,一般可能会用在那种对电容值要求不高,只是用到相对比值之类的应用。上下极板接法可互换。
MIM 电容 :
类似于平板电容,电容值较精确,电容值不会随偏压变化而变化,一般制程上用mTOP l & mTOP -1 来做,电容值可以用上级板面积*单位容值来进行估算,上下极板接法不可互换,一般用于analog,RF工艺。
MIM (Metal-Insulator-Metal)电容
MIM 电容被称为极板电容,电容值较精确,电容值不会随偏压变化而变化。是 Mn 和Mn-1 (版图金属层数)金属构成的,利用上下层金属间的电容构成。
电容值可以用上级板面积*单位容值来进行估算,上下极板接法不可互换,一般用于analog,RF 工艺。由于上下层金属在三维空间内搁着氧化层较远,因此会在上下层金属添加 MCT(TSMC的叫法是CTM)层次,并且用通孔进行连接上下层金属,以此来达到缩小极板间距,增加电容。
如图1所示,上极板 MCT 为正极,下极板 Metal Top-1为负极,上极板的电位由 Metal Top 引出。由于 MCT 层的存在,Via并不能打到 Metal Top-1,实际只是用以连接Metal Top和MCT。
相同面积的三个电容,电容值 MIM<MOM,MIM约是1/3 MOS电容值.
MOM电容优势在于不需要额外mask,MIM需要额外mask和工艺才能实现。
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