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电容的测试条件-----《集成电路制造工艺与工程应用》 温德通 编著
来源: | 作者:LiLi | 发布时间: 2024-12-03 | 59 次浏览 | 分享到:

CMOS 工艺技术平台的电容包括 MIM 和 PIP (Poly Insulator Poly)。PIP 主要应用在0.35μm及以上的亚微米及微米工艺技术,MIM 主要应用在0.35μm 及以下的深亚微米工艺技术,纳米工艺技术会用到 MOM(Metal Oxide Metal),本节内容没有讲述 MOM。它们的测试结构版图尺寸是依据工艺技术平台的设计规则设计的。

图5-84所示为 PIP 和 MIM 的版图,图5-85所示为它们的剖面图,图5-86所示为它们的电路连接图,它们的两个端口是上极板(Top)和下极板(Bottom)分别连接到 PAD_P1和PAD_P2。为了更好地与衬底隔离,PIP测试结构是设计在NW里,NW连接到PAD_B,PAD_B接地。衬底对 MIM 的影响非常小,把MIM 测试结构设计在PW里,WAT测试机器通过上极板和下极板这两个端口把电压激励信号加载在 MIM 和 PIP,从而测得所需的电性特性参数数据。

MIM和 PIP电容是设计混合信号电路的重要器件,它们的准确性严重影响电路性能,芯片代工厂通过两个 WAT 参数监测MIM 和PIP,这两个 WAT 参数分别是电容C和击穿电压BV。

测量 MIM和 PIP 电容的基本原理与测量MOS 晶体管器件栅极氧化层电容类似,它的基本原理是在电容的上极板加载100kHz扫描电压,下极板接地,从而测得电容C,Cjun=C/Area,Area 是电容的面积。

图5-87所示测量MIM 和PIP 电容的电路示意图,左边是测量PIP 电容的电路示意图,右边是测量 MIM 电容的电路示意图。PIP 电容的测量方法是在电容的上极板加载AC 100kHz(VDD 或者 VDDA)扫描电压,下极板和衬底接地。MIM 电容的测量方法是在电容的上极板加载 AC 100kHz(VDD或者 VDDA)扫描电压,下极板接地。分别测得它们的电容C,那么单位面积的电容CPIP或者CMIM= C/Area."

影响MIM 和PIP 的因素包括以下两方面:

1)PIP 和MIM的刻蚀尺寸异常;

2) PIP 和MIM 的电介质厚度异常。