器件中采用MIS结构和采用MIM结构比有什么优点?

器件中采用MIS结构和采用MIM结构比有什么优点?,第1张

首先这个问题和器件的类型相关,希望题主能把细节补充一下。这里我默认是MOSFET(晶体管)的情况。MIM结构实际就相当于一个电容。而晶体管的工作,主要是靠电压来调控半导体材料的导电性来实现的。而对于金属,由于其费米能级处于导带内,外加电压很难起到调制载流子的作用。因此MOSFET的开关特性只有在MIS结构下才成为可能。

1、产生方式不同:

(1)、MOM 电容:MOM也就是finger 电容,即利用同层metal边沿之间的C,为了省面积,可以多层metal叠加。

(2)、MIM电容:MIM是利用上下两层metal之间的C,即极板电容,下极板为Mn,上极板为Mn+1,因为普通的Mn和Mn+1在三维空间隔着氧化层离得比较远,所以C并不大。

MIM会引入一层光罩(MCT之类),这一层做在Mn上面,Mn+1下面,用Vian与Mn+1相连,所以实际上是Mn与MCt之间的C,极板间距缩小,C变大。

2、Q值不同:

MOM 电容比MIM电容的Q值大。

3、形成不同:

(1)、MOM是使用用来连线的metal自然形成的,可以多层stack插指形成。

(2)、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。

4、cap不同:

(1)、MOM是fringe cap为主。

(2)、MIM是平板cap为主。

扩展资料:

电容器的作用:

(1)、耦合:用在耦合电路中的电容称为耦合电容,在阻容耦合放大器和其他电容耦合电路中大量使用这种电容电路,起隔直流通交流作用。

(2)、滤波:用在滤波电路中的电容器称为滤波电容,在电源滤波和各种滤波器电路中使用这种电容电路,滤波电容将一定频段内的信号从总信号中去除。

(3)、退耦:用在退耦电路中的电容器称为退耦电容,在多级放大器的直流电压供给电路中使用这种电容电路,退耦电容消除每级放大器之间的有害低频交连。

(4)、高频消振:用在高频消振电路中的电容称为高频消振电容,在音频负反馈放大器中,为了消振可能出现的高频自激,采用这种电容电路,以消除放大器可能出现的高频啸叫。

(5)、谐振:用在LC谐振电路中的电容器称为谐振电容,LC并联和串联谐振电路中都需这种电容电路。

(6)、旁路:用在旁路电路中的电容器称为旁路电容,电路中如果需要从信号中去掉某一频段的信号,可以使用旁路电容电路,根据所去掉信号频率不同,有全频域(所有交流信号)旁路电容电路和高频旁路电容电路。

(7)、中和:用在中和电路中的电容器称为中和电容,在收音机高频和中频放大器,电视机高频放大器中,采用这种中和电容电路,以消除自激。

(8)、定时:用在定时电路中的电容器称为定时电容,在需要通过电容充电、放电进行时间控制的电路中使用定时电容电路,电容起控制时间常数大小的作用。

(9)、积分:用在积分电路中的电容器称为积分电容,在电势场扫描的同步分离电路中,采用这种积分电容电路,可以从场复合同步信号中取出场同步信号。

(10)、微分:用在微分电路中的电容器称为微分电容,在触发器电路中为了得到尖顶触发信号,采用这种微分电容电路,以从各类(主要是矩形脉冲)信号中得到尖顶脉冲触发信号。

(11)、补偿:用在补偿电路中的电容器称为补偿电容,在卡座的低音补偿电路中,使用这种低频补偿电容电路,以提升放音信号中的低频信号,此外,还有高频补偿电容电路。

(12)、自举:用在自举电路中的电容器称为自举电容,常用的OTL功率放大器输出级电路采用这种自举电容电路,以通过正反馈的方式少量提升信号的正半周幅度。

(13)、分频:在分频电路中的电容器称为分频电容,在音箱的扬声器分频电路中,使用分频电容电路,以使高频扬声器工作在高频段,中频扬声器工作在中频段,低频扬声器工作在低频段。

(14、)负载电容:是指与石英晶体谐振器一起决定负载谐振频率的有效外界电容,负载电容常用的标准值有16pF、20pF、30pF、50pF和100pF。

负载电容可以根据具体情况作适当的调整,通过调整一般可以将谐振器的工作频率调到标称值。

参考资料来源:

百度百科-电容器

CH1

1. 按规模划分,集成电路的发展已经经历了哪几代?它的发展遵循了一条业界著名的定律,请说出是什么定律?

晶体管-分立元件-SSI-MSI-LSI-VLSI-ULSI-GSI-SOC。MOORE定律

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MPW:把几到几十种工艺上兼容的芯片拼装到一个宏芯片上,然后以步行的方式排列到一到多个晶圆上。意义:降低成本。

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系统,电路,工具,工艺方面的知识

CH2

1. 为什么硅材料在集成电路技术中起着举足轻重的作用?

原材料来源丰富,技术成熟,硅基产品价格低廉

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3.怎样的条件下金属与半导体形成欧姆接触?怎样的条件下金属与半导体形成肖特基接触?

接触区半导体重掺杂可实现欧姆接触,金属与掺杂半导体接触形成肖特基接触

4.说出多晶硅在CMOS工艺中的作用。P13

5.列出你知道的异质半导体材料系统。

GaAs/AlGaAs, InP/ InGaAs, Si/SiGe,

6.SOI材料是怎样形成的,有什么特点?

SOI绝缘体上硅,可以通过氧隔离或者晶片粘结技术完成。特点:电极与衬底之间寄生电容大大减少,器件速度更快,功率更低

7. 肖特基接触和欧姆型接触各有什么特点?

肖特基接触:阻挡层具有类似PN结的伏安特性。欧姆型接触:载流子可以容易地利用量子遂穿效应相应自由传输。

8. 简述双极型晶体管和MOS晶体管的工作原理。P19,21

CH3

1. 写出晶体外延的意义,列出三种外延生长方法,并比较各自的优缺点。

意义:用同质材料形成具有不同掺杂种类及浓度而具有不同性能的晶体层。外延方法:液态生长,气相外延生长,金属有机物气相外延生长

2.写出掩膜在IC制造过程中的作用,比较整版掩膜和单片掩膜的区别,列举三种掩膜的制造方法。P28,29

3.写出光刻的作用,光刻有哪两种曝光方式?作用:把掩膜上的图形转换成晶圆上的器件结构。曝光方式有接触与非接触两种。

4.X射线制版和直接电子束直写技术替代光刻技术有什么优缺点?

X 射线(X-ray)具有比可见光短得多的波长,可用来制作更高分辨率的掩膜版。电子束扫描法,,由于高速电子的波长很短,分辨率很高

5. 说出半导体工艺中掺杂的作用,举出两种掺杂方法,并比较其优缺点。

热扩散掺杂和离子注入法。与热扩散相比,离子注入法的优点如下:1.掺杂的过程可通过调整杂质剂量与能量来精确控制杂质分布。2.可进行小剂量的掺杂。3.可进行极小深度的掺杂。4.较低的工业温度,故光刻胶可用作掩膜。5.可供掺杂的离子种类较多,离子注入法也可用于制作隔离岛。缺点:价格昂贵,大剂量注入时,半导体晶格会遭到严重破坏且难以恢复

6.列出干法和湿法氧化法形成SiO2的化学反应式。

干氧湿氧

CH4

1.Si工艺和GaAs工艺都有哪些晶体管结构和电路形式?见表4.1

2.比较CMOS工艺和GaAs工艺的特点。

CMOS工艺技术成熟,功耗低。GaAs工艺技术不成熟,工作频率高。

3. 什么是MOS工艺的特征尺寸?

工艺可以实现的平面结构的最小宽度,通常指最小栅长。

4. 为什么硅栅工艺取代铝栅工艺成为CMOS工艺的主流技术?

铝栅工艺缺点是,制造源漏极与制造栅极需要两次掩膜步骤(MASK STEP),不容易对齐。硅栅工艺的优点是:自对准的,它无需重叠设计,减小了电容,提高了速度,增加了电路的稳定性。

5. 为什么在栅长相同的情况下NMOS管速度要高于PMOS管?

因为电子的迁移率大于空穴的迁移率

6.简述CMOS工艺的基本工艺流程。P.52

7.常规N-Well CMOS工艺需要哪几层掩膜?每层掩膜分别有什么作用?P50表4.3

CH5

1. 说出MOSFET的基本结构。

MOSFET由两个PN结和一个MOS电容组成。

2. 写出MOSFET的基本电流方程。

3. MOSFET的饱和电流取决于哪些参数?

饱和电流取决于栅极宽度W,栅极长度L,栅-源之间压降,阈值电压,氧化层厚度,氧化层介电常数

4. 为什么说MOSFET是平方率器件?

因为MOSFET的饱和电流具有平方特性

5. 什么是MOSFET的阈值电压?它受哪些因素影响?

阈值电压就是将栅极下面的Si表面从P型Si变成N型Si所必要的电压。影响它的因素有4个:材料的功函数之差,SiO2层中可以移动的正离子的影响,氧化层中固定电荷的影响,界面势阱的影响

6. 什么是MOS器件的体效应?

由于衬底与源端未连接在一起,而引起的阈值电压的变化叫做体效应。

7. 说明L、W对MOSFET的速度、功耗、驱动能力的影响。

P70,71

8. MOSFET按比例收缩后对器件特性有什么影响?

不变,器件占用面积减少,提高电路集成度,减少功耗

9. MOSFET存在哪些二阶效应?分别是由什么原因引起的?

P.70-73沟道长度调制效应,体效应,亚阈值效应

10.说明MOSFET噪声的来源、成因及减小的方法。

噪声来源:热噪声和闪烁噪声。热噪声是由沟道内载流子的无规则热运动造成的,可通过增加MOS管的栅宽和偏置电流减少热噪声。闪烁噪声是由沟道处二氧化硅与硅界面上电子的充放电引起的,增加栅长栅宽可降低闪烁噪声。

CH6

1.芯片电容有几种实现结构?

① 利用二极管和三极管的结电容;

② 叉指金属结构;

③ 金属-绝缘体-金属(MIM)结构;

④ 多晶硅/金属-绝缘体-多晶硅结构。

2.采用半导体材料实现电阻要注意哪些问题?

精度、温度系数、寄生参数、尺寸、承受功耗以及匹配等方面问题

3.画出电阻的高频等效电路。

4.芯片电感有几种实现结构?

(1)集总电感

集总电感可以有下列两种形式:

1 匝线圈

2 圆形、方形或其他螺旋形多匝线圈

(2)传输线电感

5.微波集成电路设计中,场效应晶体管的栅极常常通过一段传输线接偏置电压。试解释其作用。

阻抗匹配

6.微带线传播TEM波的条件是什么?


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