芯片设计中可以使用哪些电容器？

我听说过芯片设计中的MIM电容和MOM电容；它们之间有什么区别？芯片设计人员可以使用哪些其他电容器类型？两种类型之间的相对优缺点是什么？

MIM（金属绝缘金属）和MOM（金属氧化物金属）电容器都是金属对金属电容器。

在MIM电容器中，金属板彼此堆叠，并被一层（薄）氧化硅隔开。通常，这种薄氧化物是在特殊的处理步骤中制成的，因为金属层之间的“普通”氧化物要厚得多（出于坚固性考虑），这将导致单位面积的电容大大降低。我已经看到，MIM盖每平方微米大约提供1-2个毫微微法拉。

大多数MIM电容器使用金属5作为底板，薄氧化层，然后使用“金属MIM”作为顶板，然后通过过孔将其连接到金属6，金属6将成为可用的顶板连接。不允许直接连接到“金属MIM”。

我还看到了“双重MIM”结构，在“金属MIM”的顶部有第二个薄氧化层，该层连接（通过金属6）到金属5底板。这几乎可以使MIM电容的密度增加一倍。

另一类型的电容器是边缘电容器，其仅使用一个金属层。该电容器依赖于边缘电容（侧电容）。顶视图如下所示：

MOM电容器由堆叠条纹电容器组成：

在我的经验中，这三个中的MIM电容在每个面积上的电容最高。

总结了以下金属电容器：

• 对于较大的上限，可以具有相当准确的值。公差可以是1％

• 电容与电压无关，也就是说，这些电容非常线性。

• 通常，您可以将这些电容放置在其他电路的顶部，因为它们仅是金属的。

• 他们可以占据很大的面积。

• 对于MIM盖（带有薄氧化物），通常会有特殊的设计规则来防止ESD和制造损坏。

其他电容器类型是非金属电容器：

MOS电容器：这些通常类似于PMOS，其中栅极是顶板，漏极/源极连接是底板。MOS电容器的值非常取决于所施加的直流电压！

基于二极管的电容器：这些电容器基本上是可变电容，因为它们的电容会随直流电压而变化。

这两个电容都是非线性的，因为它们的电容随施加的直流偏置电压而变化（与不受此影响的金属电容相反）。

如果您在合适的电压下对这些电容器进行直流偏置，它们的密度可能会高于MIM电容。对于本地电源去耦（DC电压始终保持恒定），尤其是MOS电容器非常有用。

MIM是金属-绝缘体-金属电容器，因此它需要两个平行的金属层，并且在它们之间具有高电介质。MOM电容器是金属氧化物金属，通常是通过将金属与工艺氧化物（例如SiO，但也可以是SiN等）相互消化制得的。实际上，这是可用于IC设计的仅有的两种类型。$\kappa$$_2$

MIM电容的优点是每单位面积的电容更高，但它们需要更多的工艺步骤。相反，MOM电容的单位面积电容较低，但由于它是生产线的后端，因此无需特定步骤即可制造。但是，使用纳米工艺，MOM盖可以和MIM盖一样节省空间，因为您可以插入更多数字。