由离子注入进行掺杂而生成的电阻器比那些在扩散区域生成的电阻器的阻值更容易控制。掺杂型电阻器可以在整个制造工艺中的任何一个掺杂步骤中生成。一个基于双极型的掩膜就会有基本图形和一套电阻器的图形。在MOS电路生成源极和漏极的掺杂步骤中,也同时生成电阻器。电阻器的掺杂参数(方块电阻,深度和掺杂量)与晶体管是一样的。
EPI电阻器:一个电阻器可以通过隔离一部分外延层区域来形成(参见下图)。在表层氧化和掩膜生成接触孔后,剩下的是具有电阻器功能的三维区域。
挤压(Pinch)电阻器:欧姆定律表明电阻器的横截面积是决定其阻值的一个因素(参见下图)。一种缩小横截面积(并增加电阻值)的方法是先在电阻器区域进行掺杂,然后再进行一次具有相反传导特性的掺杂。这种情形通常发生在双极型工艺中,先通过发射淀积形成一个N型区域,此区域横界面为钳形(pinched),随后在此区域再进行一次p型掺杂来生成最终的电阻器区域。
薄膜电阻器:掺杂型电阻器并非总能满足一些电路对电阻控制的要求,同时它在辐射环境下对其性能影响很大。空间中存在的各种辐射会在电阻器区域产生我们不想要的空穴和电子,会使结发生漏电流。由金属薄膜淀积生成的电阻器不存在这种因辐射产生的问题。
下图所示的电阻器或者按照薄膜淀积、掩膜的工艺顺序生成,或者是由剥离(lift-off)技术生成。当电阻器在芯片表面生成后,通过与其两端接触的导电金属线连接到电路中。镍合金、钛、钨等是构成电阻器的典型金属。
氧化硅一硅电容器:硅平面技术的基础是在硅晶圆上生长一层二氧化硅膜。金属导线位于一氧化硅上面,就形成一个简单的电容器(参见下图)。回顾一下,电容器是由夹在两个电极之间一个介质层构成。这事实上就是MOS电容器结构。然而,为了使这种结构能发挥电容的作用,氧化物必须足够薄(大约1500A)。上面的电极又称为电池板,下面的电极又称为存储结(storage nade)。
电容器是一个储存电荷的器件。一个电池就是一个电容器。当在金属板上加上电压后,氧化层下面晶圆表层就会有电荷积累(参见下图)。其电荷量是于氧化层的厚度、氧化层的介电常数及其面积的函数,面积是由其上方的金属板的面积决定的。这种结构的电容称为平行板电容器、单片电容器或MOS电容器(在金属氧化物材料被用在三明治结构中以后)。
在密集的集成电路中,我们用一种类似于三明治的ONO(Oxide,Nitride,Oxide)作为介电质。这种合成后的薄膜有较低的介电常数,从而使电容器面积比传统的二氧化硅电容器要小。在有些电路中,专门形成电容器以存储电荷。然而,只要当金属线位于在一层硅上(或其他半导体材料上)的介质层上时,就构成电容结构。在这种情况下,我们不想该电容器存储电荷,这些电荷会干扰电路的工作。在这种情况下,介质层要足够厚以防止该电容器存储电荷,或使用低k介质材料。
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