Những tụ điện có sẵn trong thiết kế chip?

Tôi đã nghe nói về mũ MIM và mũ MOM trong thiết kế chip; sự khác biệt giữa chúng là gì? Điều gì, nếu có, các loại tụ điện khác có sẵn cho các nhà thiết kế chip? Những lợi thế và bất lợi tương đối giữa các loại là gì?

Tụ điện MIM (Metal-Insulator-Metal) và MOM (Metal-Oxide-Metal) đều là tụ điện kim loại-kim loại.

Trong các tụ điện MIM, các tấm kim loại được xếp chồng lên nhau và được ngăn cách bởi một lớp oxit silic (mỏng). Thông thường oxit mỏng này được tạo ra trong một bước xử lý đặc biệt vì oxit "bình thường" giữa các lớp kim loại dày hơn nhiều (cho độ bền), điều này sẽ dẫn đến điện dung trên mỗi khu vực ít hơn nhiều. Tôi đã thấy mũ MIM cung cấp khoảng 1-2 fto cho mỗi micromet vuông.

Hầu hết các tụ điện MIM sử dụng Metal 5 làm tấm dưới cùng, lớp oxit mỏng và sau đó là "Metal MIM" làm tấm trên cùng sau đó được kết nối với vias với Metal 6 sẽ là kết nối tấm trên cùng có thể sử dụng được. Không được phép kết nối trực tiếp với "Metal MIM".

Tôi cũng đã thấy các cấu trúc "MIM kép" trong đó có lớp oxit mỏng thứ hai ở trên "Metal MIM" kết nối (thông qua Metal 6) với tấm đáy Metal 5. Điều này gần như có thể tăng gấp đôi mật độ của nắp MIM.

Một loại tụ điện khác là tụ Fringe, chỉ sử dụng một lớp kim loại. Tụ điện này dựa vào điện dung rìa (điện dung bên). Một cái nhìn từ trên xuống sẽ trông như:

Tụ điện MOM bao gồm các tụ điện rìa xếp chồng lên nhau:

Trong ba loại này, nắp MIM cho điện dung cao nhất trên mỗi khu vực theo kinh nghiệm của tôi.

Tổng hợp các tụ kim loại :

• có thể có giá trị khá chính xác, cho một nắp lớn. dung sai có thể là 1%

• điện dung không phụ thuộc vào điện áp, nói cách khác, các nắp này rất tuyến tính.

• thường thì bạn có thể đặt các nắp này lên trên các mạch khác vì chúng chỉ có kim loại.

• họ có thể mất khá nhiều diện tích.

• Đối với nắp MIM (với oxit mỏng) Thường có các quy tắc thiết kế đặc biệt để ngăn ngừa thiệt hại do vật lý và sản xuất.

Các loại tụ điện khác là loại không kim loại:

Các tụ MOS: chúng thường giống như một PMOS trong đó cổng là tấm trên cùng và các kết nối Drain / Source là tấm dưới cùng. Giá trị của tụ MOS phụ thuộc rất nhiều vào điện áp DC được áp dụng!

Các tụ điện dựa trên điốt: về cơ bản là các varicaps khi điện dung của chúng thay đổi theo điện áp DC.

Cả hai nắp này đều không tuyến tính vì điện dung của chúng thay đổi theo điện áp phân cực DC được áp dụng (trái ngược với các nắp kim loại không bị điều này).

Mật độ của chúng có thể cao hơn nắp MIM cung cấp cho bạn DC-bias các tụ điện này ở đúng điện áp. Đối với việc tách nguồn cung cấp cục bộ (dù sao điện áp DC không đổi) đặc biệt là tụ MOS khá hữu ích.

$\kappa$$_2$

Ưu điểm của mũ MIM là điện dung cao hơn trên mỗi đơn vị diện tích, nhưng chúng đòi hỏi nhiều bước quy trình hơn để thực hiện. Ngược lại, mũ MOM có điện dung thấp hơn trên mỗi đơn vị diện tích nhưng có thể được thực hiện mà không cần các bước cụ thể vì đây là phần cuối của quy trình. Tuy nhiên, với các quy trình nanomet Mũ MOM có thể có hiệu quả về không gian như mũ MIM vì bạn có thể lắp nhiều chữ số hơn.