MOM MIM PIP 电容的简单对比

jiuwei

MOM = metal oxid metal , 通常是横向，纵向之间是insulator的
MIM = metal insulator metal ， 为了做大单位电容，需要额外工艺
PIP = poly insulator poly

MOM：match最好，MOM自主性比较高，在考虑周全的layout条件下，在yeild保证的前提下，可以做到12bit的精度的匹配。在.18及以下的工艺优势尤为明显。单位面积电容C=ε0*εr/t ，oxid 的εr=4，而insulator 一般小于4，所以mom电容要比mim大，除非厚度t可以定制。或许有εr大于4的insulator ？
MIM：电容精度好，但是浪费面积。
PIP：PIP那么差的Q，离衬底还很近，寄生远高于MIM，ADC的开关线性度很难折衷，除非速度要求不高， 但是速度不高用sigma delta就行了，matching几乎无视。而且多层mask多了cost, 除非所有电路都只用PIP，或许还有点价值。

MOS：精度要求不高的电路中多采用MOS电容，累计区电容低，而且非线性不好
在ADC等精度要求高的电路中使用MIM。
ADC电容阵列主要考虑匹配精度，对单个电容的绝对精度要求不高；

metal与metal的寄生电容
包括横向纵向
提取时，模型比较复杂，不太准
但不需要额外层

推荐用MIM电容，虽然面积比PIP大，但PIP电容有很大的对地寄生电容做精确的东西很难搞。
MOS电容只能用来做一些粗糙的东西。

MIM一般用最高的两层metal；MOM可以用很多层金属
MOM是使用用来连线的metal自然形成的，可以多层stack插指形成；
而MIM一般用两层位于TOP metal和Mn-1之间的薄铝或者用一层薄铝和Mn-1形成电容。
MOM 是 fringe cap 为主
MIM 是平板 cap 为主
MOM 是tsmc的说法： metal oxide metal , 就是同层2根metal route之间oxide之间形成的cap，
可能任何工艺都有这个cap，

MIM ： metal insulator metal， 这个在Analog、RF工艺里面才有，用来做 高精度的cap，
由Mtop和mtop-1 之间垂直方向形成， logic工艺是不提供的，
MIM的2层metal 特别厚， 一般是下面的好几倍甚至是10几倍........。。。。10几倍这个说法我不赞同，一般顶铝是下层铝的几倍就不错了，主要是减小铝电阻，增大单位电流密度，MIM在xfab看过，是一层铝与一层特殊的夹层铝形成的电容。
主要是 电阻小， EM好， 电感Q值大， 这个做电感的人知道的，

用MIM 做天线，

估计是因为设计规则中顶层金属的宽度和间距较其他层大很多, 要求也多. 为了便于布图会多选一层金属作为顶层,一般不做为布线层. 如有必要可能会做些顶层金属的DUMMY放上 .

MIM需要额外的光罩和工艺，才能实现
但能得到比较确定和稳定的电容的值
MOM一般只在多层金属的先进制程上使用，不需要额外的光罩和工艺，就能实现
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，因为within wafer/WTW/LTL的差异也比MIM大很多
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

MOM一般从90nm开始才有人用，否则寄生电容其实挺小的；
MIM一般0.35um以后，BEOL用CMP以后都开始有用的

MOM的优势就是不用加mask，用low-k也可以的
MIM有用ONO也有用纯SiN的
PIP一般是ONO；现在一般都是单用SiN的居多了
ONO结构的是因为早期的SiN质量不好，Trap和Pin Hole等比较多，BV和可靠性不好，才要用ONO结构

populaa

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