Щука А.А. Электроника (2005) (1152091), страница 61
Текст из файла (страница 61)
Обратные токи 1„4 являются по существу токами термогенерации, зависящие от объема р — и-перехода. Поэтому они имеют большие значения у диодов, в которых используется большой коллелторный переход (табл. 4.! ). Таблица 4.1 Время восстановления обратного тока т, определяет время переключения диода в откры тое или закрытое состояния. Сравнительный анализ параметров биполярных интегральных диодов показывает, что в зависимости от функционального назначения диода можно выбрать нужную структуру. В целом оптимальным вариантом для интегральных схем являются структуры типа БК вЂ”.3 на основе перехода "база — эмиттер" с закороченным на базу коллектором и з"'" Б — 3 на основе перехода "база--.эмиттер" с разомкнутой цепью коллектора.
ющие В интегральных схемах псполюуются икмееровьлыг стабяллтрокы, представляющ обое собой полупроводниковый диод с быстрым нарастанием обратного тока при про Р— и-перехода и нормированным значением пробивного напряжения. Они предназнач ачены для стабилизации напряжения на нагрузке (рис. 4.э). то»а в Интегральные стабилнтроны формируются на базе структуры биполярного транзисзор "база зависимости от необходимого напряжения.
Так обратное включение перехода обовтэмиттер" позволяет получить стабилизированное напряжение в пределах 5 †В, обр ванное ное включение перехода БЭ вЂ” К применяют, когда нужно получить стабилизирова" напряжение 3 — 5 В. 4 Элементная база интегральных схем а) б! е) д) рис. 4.2. Схема диодного включения и конструкции интегральных биполярных диодов типов: в — база — эмиттер (Б — Э); б — база — коллектор (Б — К), а — база коллектор — эмиттер (БК вЂ” Э); — база амипер — коллектор (БЭ вЂ” К); д — база — эмиттер коллектор (Б — ЭК); Сг — емкост~ диода между анодом и катодом; Ск — парааитная емкост~ на подложку; Г( — подложка г(ес колько последовательно включенных в прямом направлении диодов типа БК вЂ” Э могут и ыть использованы как источники стабилизированного напряжения кратного прямому 'Рехолу (0,7 В), Часть!I.
Микроалекгроннк 290 т емпературная чувствительность таких стабилитронов лежит в пределах нссколькик милливольт на градус. В интегральных схемах используются также диоды Шотнгнгг, представляющие собой В -з контакт металла с кремнием, легированный донорной примесью (< 1О см ). )(а рис. 4.3 приведены конструктивные решения планарных диодов Шоттки: ьз конструкция с охранным кольцом из р -области кремния позволяет исключить сил ные электрические поля на краях (и); диод 1!1оттки с расширенным электродом позволяет избежать пробоя (б); (:) конструкция с выпрямляюшими и омическими контактами (в).
а) б) Рис. 4.3. Консгрукгивиыв решения пленарных диодов Шоттки: 1 — металл, образующий барьер Шоттки; 2 — металл, образующий омичвский контакт в) В качестве материала чаще всего используют алюминий. Для качественных диодов ШОттКИ В КаЧЕСтае МатЕрИаЛа ИСПОЛЬЗ) Ют СПЛаВ ПпатННЫ И НИКЕЛЯ )кй,Р1, „ОбраэуЮШИЙ С кремнием силицидный слой.
Меняя значения .х, можно получить высоту барьеров от 0,64 эВ при х = 0 (или 100% М) до 0,84 эВ при х — 100% (или 100% Рг). !днтегразьныс ЧдП-транзисторные дпог)ы формируются также на базе р — п-переходов транзисторов с индуцированным каналом в подложках разного типа электропроводнсст" (рис. 4.4). а) б) Рис.
4.4. диоды в МдП-транзисторных структурах формируются типа И вЂ” П и С вЂ” П (и — Р) в Р-кремниевой подложке (в) и И вЂ” П и С вЂ” П (р' — и) в и-кремниевых подложках (б) Вольтамперные характеристики интегральных МДП-транзисторов аназогичны ВА)( лХи тегральных биполярных транзисторов. 4 Элементная базе интегральных схем д.З.
Интегральные резисторы ((пгпегрилылпй резислюр представляет собой элемент интегральных схем с заданным эл ектросопротивлением н топологией, который используется в электрических цепях для а беспечення требуемого распределения тока и напряжений между отдельными участками цепи. В интегральных схемах роль резисторов играют участки легированного полупроводника о най из областей транзисторной структуры, В гибрилных интегральных схемах испольод уются металлические пленки и пасты.
Резисторы выполняются в одном технологическом процессе вместе с интегральными транзисторами и диодами. Интегральные резисторы на биполярных структурах подразлеляются на лиг!)фузиониые резисл~ары, линч-рвзисглары, иокиоекгировлииые резисторы, гпеиочкыг рвзисеюры кл вгиове лапикриспиитлгшескога кре.тшя (рис. 4.5). Ооычно тело резистора отождествляется с полоской длиной (, шириной Ь и толщиной г!. Если ток протекает вдоль полоски параллельно ее плоское~и с удельным сопротивлением материала р, то ега сопротивление (4.1) А = р ! ! Ьв( = А~,)(в где (ся — коэффициент формы, равный отношению длины полоски к ее ширине, )1 = р.! г( — удельное сопротивление слоя.
При коэффициенте формы (ьг, < 1 резисторы изготавливаются в виде полоски. Если необходимы большие номиналы, то резистор выполняют в виде зигзагообразной конструкции. Максимальное сопротивление диффузионных резисторов не превышает 60 кОм. Таким образом, номинальное значение резистора может быть получено выбором тополагнческих параметров, коэффициентом формы или отношением длины! тела резистора к его ширине Ь, а также технологическими параметрами — выбором материала резистора и его толщины.
Дичкрузиоииыв рвзисшоры изготовляются в эпитаксиапьном слое транзисторной структуРы В зависимости от требуемого номинала и точности изготовления диффузионные резисторы могут изготавливаться в эмиттерпой, базовой или коллскторной областях. г(аше всего диффузионный резистор формируют в базовой области транзисторной биполвргюй структуры. Выбор этого слоя является компромиссам между большими геометри"ескими размерами, которые потребовались бы при изготовлении а эмизтерной области, " вь'секим температурным коэффициентом сопротивления резистора, если бы резистор выполнялся в слаболегированной коллекторной области.
табл. 4.2 приведены параметры удсльнога поверхностного сопротивления в различных диффузионных областях и характеристики реальных резисторов. Есл ели неооходнмые номиналы превышают 60 кОм, используют конструкцию ликчзисгпари (рис. 4.5, 6). Большое удельное сопротивление достигается за счет использования донной части слаболегированной р-области. Макс снмальное сопротивление пинч-резистора может достигать значения 200 — 300 кОм прн Рн "Растай полосковой конфигурации.
Недостатком пннч-резисторов является большой Разб тпброс параметров изготовляемых структур, а также оплывай температурный коэффипиен нт сопротивления. Структура линч-резистора схолна со структурой полевого транзисга Ра, и именно этот факт позволяет получить большие значения сопротивления. 1'аблицв 4,2 Удельное поверхностное сопротивление, Ом)см 1нп диффузионного слоя 2 — 3 , ''= 20 ' (1 — 5)х10" 1 Эми перный Е (1,5 — 3)х!О ' 100 †3 ='(5 20) Базовый (3 — 6)х!О ' (5 — 7)х)0 ' ! 30 Коллекторный на эпнтакснадьпом слое 5х 10з б) о) Базовый ограниченный эмнттерным (линч-резистор) Часть П.Микроэпектроник «а Температурный Разброс иомикоэффициент сон ро иальных значений ! тивления резисторов сопротивлений, % — г град Рис.
4.В. Интегральные резисторы на овна иове биполярных транзисторных стРуктуР а — дяффузнаняын резистор, б — линч-Рези ста в — ионна-легированный резистоР 4 Элементная база интегральных схем 293 Э зитгерцая сильно легированная ннзкоомная область позволяет получить сопротивления несколько Ом с температурным коэффициентом 0,01 — 0,02%)градус, Высокие удельные сопротивления могут быть обеспечены конструкцией ззонло-увези „,ванных резислюров. Их структура антщогнчна диффузионным резистораль Глубина за„гания легированного и резистивного слоев составляет 0,2 — 0,3 мкм. Г)оскольку толщи- имплантированного слоя мала н к резистивному слою трудно приладить омичес„ие контакты, формируют диффузионные слои, осуществляющие омический контакт (рис 45 в) гввкотывночлзке рвзисщоры применяются в полупроводниковых биполярных интегральных схемах в основном СВЧ-диапазона, а также в схемах на арсениде гщзлия.
Резистивный слой наносится непосредственно на поверхность пелегированной подложки. В кремниевых цифровых БИС используются резистивные слои поликристаллического кремния толщиной 0,2+ 0,3 мкм. Такие резисторы размещаются над транзисторами, чтобы уменьшить площадь кристалла. )бввеврольные резисторы ~4[))-транзлстлорных щяруктур прелставляют собой, как правило, встроенные между истоком и стоком каналы (рнс. 4.б). Г(оминалзи резистора определаотся как топологией резистивных структур, так и технологией его изготовления.
Обычно канал встраивается методом ионной имплантации, по своим свойствам аналогичен ранее рассмотренному полно-легированному резистору. б) а) Рис. 4.6. Структура интегрального МД) Ьрезистора на основе И вЂ” канал — С в р- (а) и п-подложках (б) 4 4. Интегральные конденсаторы '"л'егрклтьньзе кояденгитворы представляют собой элементы интегральных схем, состов"(ие из проводящих электродов (обкладок), разделенных диэлектриком и предназначенные для использования в электрических цепях для обеспечения требуемого распределения. "" тока и напряжения между отдельными элементами цепи.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
