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^(guò)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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