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  • mim電容,mim,mom,mos電容的區別介紹
    • 發布時間:2024-06-08 17:28:02
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    mim電容,mim,mom,mos電容的區別介紹
    MIM (metal一 insulator一 metal)電容是金屬一絕緣體一金屬電容結構的簡稱。它的結構包括兩個金屬電極,以及金屬電極之間的絕緣層,它是以垂直結構形成,兩個金屬電極用來表示電暈。MIM電容通常比一般電容小得多,一般尺寸從幾十微米到幾百微米。它是用單晶硅、硅基片和金屬電極等物料制造的。
    關于MIM電容
    MIM電容(Metal-Insulator-Metal):MIM電容相當于一個平行板電容,最頂層二層金屬間距較大,形成的電容容值很小,MIM電容一般由最頂層二層金屬和中間特殊的金屬層構成,MIM電容結構如下,CTM和Mt-1中間的介質層比較薄,形成的電容密度較高,且在頂層,寄生較小,精度高。
    MIM電容主要利用不同層金屬和他們之間的介質形成電容。
    mim mom 電容
    MIM電容的優點:可以利用Via和特殊工藝分別將奇數層連接(M9, M7, M5)和偶數層 (M8,M6, M4)連接,這樣可以增加單位面積電容。
    MIM電容的缺點:在65nm工藝下,即便用上9層金屬和Poly去構建MIM,其單位面積電容也只有(1.4fF/微米平方),而寄生電容Cp可以達到總電容的10%。
    關于MOM電容
    MOM電容(Metal-Oxide-Metal):MOM電容一般是金屬連線形成的插指電容,結構如下,隨著工藝技術的進步,金屬線可以靠的更近,同時會有很多金屬層可以用,因此這種結構的電容密度在先進工藝下會較大,使用更多。
    與MIM電容不同,MOM電容是主要利用同層金屬的插指結構來構建電容。
    mim mom 電容
    MOM電容的優點:
    -高單位電容值
    -低寄生電容
    -對稱平面結構
    -優良RF特性
    -優良匹配特性
    -兼容金屬線工序,無需增加額外工序
    在先進CMOS制程中,MOM電容已經成為最主要的電容結構。在28nm工藝中,固定電容只有唯一的MOM形式。
    關于MOS電容
    MOS晶體管的柵電容可以實現較高的電容密度,但容值會隨著柵電壓的不同會變化,具有較大的非線性,柵壓的不同,晶體管可工作在積累區,耗盡區和反型區。反型區柵氧層下形成大量的反型少子,積累區則形成大量多子,在這二個區,MOS結構類似于平行板電容,容值近似等于柵氧電容Cox,如圖所示,是MOS晶體管隨柵壓變化容值圖,為了得到較好的線性度,需MOS電容要工作在反型區,即Vgs>Vth。
    mim mom 電容
    MOS容值隨柵壓的變化
    MOS電容是晶體管的重要組成部分,與PN結相同,MOS電容也擁有兩個端口。
    物理結構
    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 兩個端口。
    mim、mom電容的區別
    1、產生方式不同:
    (1)、MOM 電容:MOM也就是finger 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。
    (2)、MIM電容:MIM是利用上下兩層metal之間的C,即極板電容,下極板為Mn,上極板為Mn+1,因為普通的Mn和Mn+1在三維空間隔著氧化層離得比較遠,所以C并不大。
    MIM會引入一層光罩(MCT之類),這一層做在Mn上面,Mn+1下面,用Vian與Mn+1相連,所以實際上是Mn與MCt之間的C,極板間距縮小,C變大。
    2、Q值不同:
    MOM 電容比MIM電容的Q值大。
    3、形成不同:
    (1)、MOM是使用用來連線的metal自然形成的,可以多層stack插指形成。
    (2)、MIM一般用兩層位于TOP metal和Mn-1之間的薄鋁或者用一層薄鋁和Mn-1形成電容。
    4、cap不同:
    (1)、MOM是fringe cap為主。
    (2)、MIM是平板cap為主。
    MIM(Metal-Insulator-Metal)電容、MOM(Metal-Oxide-Metal)電容和MOS(Metal-Oxide-Semiconductor)電容都是常見的電容器件,它們的區別如下:
    1. 結構不同:MIM電容和MOM電容都是由兩個金屬電極之間夾著一層絕緣層組成,而MOS電容則是由金屬電極、氧化物絕緣層和半導體基片組成。
    2. 絕緣層材料不同:MIM電容和MOM電容的絕緣層通常是氧化物或氮化物等無機材料,而MOS電容的絕緣層則是氧化硅。
    3. 電容值不同:MIM電容和MOM電容的電容值通常較小,一般在幾個皮法以下,而MOS電容的電容值較大,可以達到數百皮法甚至更高。
    4. 應用場景不同:MIM電容和MOM電容通常用于高頻電路中,如射頻濾波器、功率放大器等,而MOS電容則廣泛應用于模擬電路和數字電路中,如運算放大器、比較器、時鐘電路等。
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