产品课堂｜学芯片还在傻傻翻课本？用真实数据带你秒懂CMOS芯片中的各种电容

在集成电路中，电容主要用于电源去耦、时序控制、滤波与平滑、存储与记忆以及调谐与振荡等多种功能，它们通过提供瞬态电流、控制时序逻辑、过滤噪声和纹波或与电感器共同作用于谐振电路，确保了信号处理的精确性和系统的稳定性。

构成一个电容的条件是两块电极板加上中间填充绝缘介质，决定电容大小的一个重要参数为两块极板的重叠面积。CMOS工艺芯片中常见的电容类型有双多晶电容、MOS电容、金属叉指电容、金属层间电容等。

双多晶电容

顾名思义，双多晶电容由两层多晶分别作为两极，因此只有在双多晶工艺中才能实现。

Tips：什么是双多晶工艺？

双多晶工艺是一种在集成电路制造中采用的特殊工艺，通过交替淀积两种不同类型的多晶硅，形成上下极板来生产电容器。

该工艺虽然在精确控制电容值方面具有优势，但因其增加了额外的制造步骤而导致成本上升。随着半导体技术的进步，双多晶电容器因其卓越的性能和可靠性而得到广泛应用。

双多晶电容的图像辨别

双多晶电容通常会在染色层留下痕迹，两层多晶中的下层多晶和下面的衬底之间的氧化层很薄，很难处理干净，导致在染色层留下残留。

实际应用中的双多晶电容

本节向大家展示的是来自于放大器模块中的双多晶电容。该放大器模块来自于IPBrain产品课堂数据库中的👈芯片。

图片红框中的电容用于给放大器的共源级结构提供频率补偿。

MOS电容

将MOS管的源漏、衬底连在一起，或者直接将MOS管的源漏，甚至衬底做成一个极板，都能形成MOS电容。基本上，只要是利用多晶和DIFF之间的寄生电容来做的电容，都称为MOS电容。

MOS电容的图像辨别

有一种MOS电容就是一个MOS管，非常好辨认，提取时可以框成MOS管，也可以框成电容。

还有一种MOS电容不是一个MOS管，它的所有的DIFF是连在一起的，这种MOS电容实质上是MOS管的变形。

实际应用中的MOS电容

本节向大家展示的是来自于放大器模块中的MOS电容。该放大器模块来自于IPBrain产品课堂数据库中的👈。

图片红框中的电容主要起到电源去耦的作用，减少电源电压波动对电路的影响。

金属叉指电容

随着工艺间距越来越小，金属间的间距也越来越小，很多芯片中使用了金属电容。

金属叉指电容是利用金属的侧壁间的电容来构建的，这样很多的金属连在一起，形状犹如交叉的手指，故称为金属叉指电容。

除上图中所示参数外，通常还加上一个参数N，表示叉指的根数，上图中N=3。

金属叉指电容不需要使用特定的材料制成，而是就地取材，利用芯片中本来就有的金属走线进行制作，因此有很大的任意性，同一个芯片中，金属电容所用的层数，堆叠方式可能有很大差异。

金属叉指电容的图像辨别

实际应用中的金属叉指电容

本节向大家展示的是来自于放大器模块中的金属叉指电容。该放大器模块来自于IPBrain产品课堂数据库中的👈。

图片红框中的电容用于给放大器的共源级结构提供频率补偿。

金属层间电容

金属层间电容的下极板是金属走线，上极板通常不是金属走线，而是某种连接到上层金属的中间层材料，如下图所示，因此将其命名为金属层间电容实际是不严谨的。

金属层间电容通常会使用最上面的两层金属层，目的是让电容远离噪声比较大的其他器件以及衬底，得到一个比较理想的器件，当然这个也不是绝对的，也有些工艺是使用中间金属层做电容的。

金属层间电容还有一个好处是，下层还可以做器件，充分利用芯片面积。

金属层间电容的图像辨别

实际应用中的金属层间电容

本节向大家展示的是来自于放大器模块中的金属层间电容。该放大器模块来自于IPBrain产品课堂数据库中的👈。

图片红框中的电容用于开关电容放大器中，起信号采样和频率响应控制作用。

课堂笔记

铛铛铛！敲黑板。干货总结时间来了，做好课后笔记，复习没烦恼！

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