MOM电容与MIM电容有什么区别？

MOM（Metal-Oxide-Metal Overlap）电容和MIM（Metal-Insulator-Metal）电容是集成电路中最常用的两种片上电容类型，广泛应用于模拟/射频电路、数模混合电路（如ADC、PLL）、补偿电路等场景。它们在结构、性能、工艺和应用等方面各有特点。下面是两者的全方位对比分析（为了更直观，均采用表格形式呈现二者对比）：

一、基本结构对比

对比项	MOM 电容	MIM 电容
结构定义	多层金属线互相交叉构成的平行电容（如 Metal4 与 Metal5 交错）	两层金属（如 MIM_TOP / MIM_BOT）中间夹一层专用高介电常数绝缘层构成的平板电容
介电层	普通 inter-metal dielectric（如 SiO₂ 或 SiON）	专用高-k 电介质（如 Si₃N₄ 或 Al₂O₃），厚度可控
电容形成方式	通过多个金属层之间的“线线”交叠形成	顶部金属和底部金属之间形成完整板状结构

二、电性能对比

性能指标	MOM 电容	MIM 电容
单位面积电容密度	较低（一般在 0.3 ~ 1 fF/μm²）	高（可达 2 ~ 6 fF/μm²，甚至更高）
线性度	中等	较好，几乎线性
容差控制	易受布线宽度、间距等影响，容差较大（±10% 以上）	工艺可控性好，容差小（±2%~±5%）
温度稳定性	一般	较优
Q值（品质因数）	相对低	高Q，适合射频/高速电路
寄生电感	比较大（因为走线较长）	小
ESD 抗性	较好，结构粗大	较差，易被击穿

三、工艺与版图对比

对比项	MOM 电容	MIM 电容
布图灵活性	非常灵活，可根据面积需求自由叠加金属	版图相对受限，通常由工艺提供标准模块（如 MIMCAP layer）
层数使用	使用常规金属层（如 M4~M6）	使用专用 MIM 层（MIM_TOP + MIM_BOT）
易实现性	简单、通用，不需额外 mask	工艺特殊，需要支持 MIM 层（部分低成本工艺没有）
封装兼容性	更适合标准 CMOS 工艺流	需要 Foundry 提供支持和建模
DRC 难度	易满足	DRC 要求高（间距、避让、栅格）

四、成本与应用场景对比

项目	MOM 电容	MIM 电容
成本	低（因为用的是标准金属层）	高（因需专用工艺层）
芯片面积	相同电容值下，面积大	更节省面积
常见应用	模拟补偿电容、参考电容、ADC/PLL中小电容	高频滤波器、基准电压源、精密ADC、RF LNA等
使用场景总结	面积不敏感、成本敏感、精度要求中等的电路	精度高、Q值要求高、面积受限的模拟/射频电路

五、总结对比表

项目	MOM 电容	MIM 电容
电容密度	较低	高
精度容差	差（±10%）	好（±2~5%）
成本	低	高
布局灵活性	高	中等
面积效率	差	优
工艺要求	普通 CMOS 即可	需要支持 MIM 层的工艺
高频性能	一般	优秀
常用场景	模拟辅助电容、数字电路	高精度模拟电路、RF电路

六、实际设计建议

• 如果你使用的是成本敏感的28nm/40nm工艺，没有MIM层支持： MOM 是默认选择；

• 如果你在做高性能ADC、LDO、RF PLL等： 应优先考虑 MIM 电容；

• 若面积充足但精度要求高： 可以用 MOM 电容叠加形成多结构匹配（如common-centroid）提升精度；