先進(jìn)工藝下MIM電容和MOM電容的比較分析-KIA MOS管

1、單位面積容值

相同的單位面積容值，電容值 MIM < MOM，MIM 約是1/3 MOS電容值。

2、工藝實(shí)現(xiàn)和電壓系數(shù)

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)。

由于 MOM電容的介質(zhì)層一般采用二氧化硅，在 MOM 上施加不同的電壓時(shí)，對(duì)介質(zhì)層的耗盡極小，使其只有很小的電壓系數(shù)。同時(shí)溫度對(duì)二氧化硅以及MOM電容導(dǎo)電媒介的影響極小，也使其具有很好的溫度系數(shù)。

此外，MOM電容的結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，僅包括金屬互聯(lián)層和互聯(lián)層之間的氧化層，與常規(guī)的邏輯電路工藝以及模擬電路工藝相兼容，使其可以在不增加額外工藝的條件下獲得具有更高電容密度的集成電容。

MIM 由平行板電容器的計(jì)算公式可知，較薄，且介電常數(shù)較高的介電層可以獲得更高的單位面積電容。然而，過薄的介電層會(huì)顯著增加電容極板之間的泄漏電流，高介電常數(shù)的介電層的選用成本較高，因此高介電常數(shù)的介電層材料的選擇就成了工藝研發(fā)的一項(xiàng)重要工作。

同時(shí)，兩電極板之間的間距過小也會(huì)提高 MIM電容的電壓系數(shù)，降低了集成電容的線性度，這在模擬集成電路設(shè)計(jì)中會(huì)嚴(yán)重影響線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性，增加電路設(shè)計(jì)的難度。

3、電容密度受頻率的影響(穩(wěn)定性）

100F/μm2的 MOM電容的電容密度在隨著頻率的增加而逐漸增加，而此面積下的MIM電容的電容密度則比較穩(wěn)定，且有較為緩慢的下降趨勢(shì)。

這說明在此面積下，MIM電容的電容密度對(duì)頻率不敏感，而MOM受頻率的影響則比較大。所以我們通常說 MOM 穩(wěn)定性不如 MIM 指的是頻率的穩(wěn)定性。

如下圖：

MIM電容 MOM電容工藝