|
| |
|
Главная Журналы крытого» резистора будет такой же, как у резистора, реализованного в базовой области: = Сбко + 7 wxjj. (2.42) Паразитную емкость участка резистора, не накрытого эмиттерным слоем, можно определить по формуле (2.31). Паразитная емкость «закрытого» резистора с учетом (2.31) и (2.42) равна = СьэоГ + Ск, {wL + 8w + 7i:wXjp + 2L,w + 2i:XjpL,), (2.43) где Ll - длина участка резистора, не накрытого базовой областью. Таким образом, проведя сравнение паразитных емкостей «закрытого» резистора и диффузионного базового резистора, можно утверждать, что паразитная емкость «закрытого» резистора на единицу площади будет больше, а на единицу сопротивления резистора меньше, чем у диффузионного резистора. Ввиду того, что абсолютные значения сопротивления «закрытых» резисторов трудно контролирозать и в процессе их изготовления получается большой разброс номиналов (±50%), на практике вместо «закрытого» был предложен «полузакрытый» резистор (рис. 2.10, область II). У «полузакрытого» резистора область эмиттерной диффузии, проведенная над базовым слоем, не перекрывает базовый слой, в результате образуется три резистивных области (одна с «закрытым» базовым слоем и два обычных базовых слоя), которые по отношению к контактным площадкам соединены параллельно. Следовательно, общая проводимость «полузакрытого» резистора С„з=Сз-Юб1-г Об2. (2.44) где Сз - проводимость «закрытого» слоя резистора; Gei - проводимость базового слоя с шириной wu Gez -проводимость базового слоя с шириной w2. Сопротивление «закрытого» слоя определяется по формуле (2.40), а сопротивление базового слоя - по формуле (2.30). Паразитная емкость «полузакрытого» резистора будет складываться из зарядных емкостей эмиттерного и коллекторного р-п переходов и паразитной емкости контактных площадок: С„з=Сз-ЬСб-Ь2Сп, (2.45) где Сэ - паразитная емкость эмиттерного р-п перехода, определяемая по формуле (2.34); Се - паразитная емкость коллекторного Р-п перехода, определяемая по формуле (2.31); Сп - паразитная емкость контактных площадок, определяемая по формуле (2.32). Эпитаксиальные «закрытые» резисторы. Недостаток «закрытого» и «полузакрытого» резисторов - малое пробивное напряжение - можно устранить, если сформировать «закрытую» реэистивную область в эпитаксиальном слое и-типа, который окружен подложкой, изолирующей областью р-типа и слоем базы, причем рослой базы должен везде перекрывать эпитаксиальный слой «-типа. Таким образом, эпитаксиальный слой и-типа сверху закрыт р-слоем базы, с боков - областями изолирующей р-диффузии, а сяизу его находится р-подложка. Эпитаксиальный «закрытый» резистор изображен
Рис. 2.11. «Закрытый» эпитаксиальный резистор. а - вид сверху; б - продольное сеченне. на рис. 2.11. Как видно из рисунка, эпитаксиальный «закрытый» резистор отличается от сформированного в коллекторной области тем, что он закрыт моем базы, т. е. его поперечное сечение уменьшено по высоте на глубину залегания базового слоя. Так как все р-п переходы, окружающие резистор, слабо легированы, то он может выдерживать пробивное напряжение порядка 40 В. Результирующая проводимость эпитаксиального «закрытого» резистора с учетом его краевых областей 0з=0-Ь20„р. (2.46) Сравнивая выражение (2.46) с выражением (2.14), легко заметить, что проводимость «закрытого» резистора, реализованного в эпитаксиальном слое, меньше проводимости эпитаксиального резистора, что объясняется уменьшением его поперечного сечения. Резистор, сформированный в эпитаксиальном слое и закрытый базовым слоем, в отличие от эпитаксиального (рис. 2.5) будет иметь дополнительную паразитную емкость, которая образуется в результате возникновения р-п перехода эпитаксиальный слой -базовая емкость. С учетом этой паразитной емкости и выражения (2.18) получаем паразитную емкость «закрытого» резистора на основе эпитаксиального слоя: Cs=C,L{wJf0,&2xi)+C6KLw-{X:nnL{x~xip)0J-\-2Cn. (2.47) где L-длина закрывающего базового слоя. Первый член выражения (2.47) - это паразитная емкость, образованная нижней горизонтальной частью резистивного слоя, второй член - паразитная емкость, образованная верхней горизонтальной частью резистивного слоя, третий член - паразитная емкость краевых областей резистивного слоя, четвертый член - паразитная емкость, создаваемая областями контактных площадок, которая определяется по формуле (2.19). с учетом выражений (2.19) и (2.47) определяем общую паразитную емкость «закрытого» резистора, сформированного в эпитаксиальной коллекторной области: Cs=Cn[L{w+0,82xj) + I8w] -l-nC„nO,7(L-f 9,7ш) (xs-Xjp) + +Coi<Lw. (2.48) Ионно-легированные резисторы. В зависимости от то-то, в какой области формируется ионно-легированный резистор, могут внедряться или ионы акцептора, или ионы донора, которые испускаются особым источником и ускоряются электрическим полем с помощью специальной установки. Ионное внедрение осуществляется через окна в маскирующем слое двуокиси кремния. Так как глубина проникновения ионов примеси в слой двуокиси кремния примерно такая же, как в кремнии, то ионно-легированные слои не могут быть глубокими, иначе невозможно проводить селективно-ионное внедрение примеси. Следовательно, глубина залегания слоя примеси при ионном внедрении должна быть всегда меньше толщины маскирующего слоя двуокиси кремния (десятые доли микрона). Ионно-легированные резисторы создаются большей частью в базовой или коллекторной областях биполярной транзисторной структуры путем внедрения соответственно донорной (фосфора) или акцепторной (бора) примеси. На рис. 2.1,6 изображены два ионно-легиро-ванных резистора с тремя контактными площадками (вид сверху), изготовленные методом ионного легирования, причем методом ионного внедрения получены только резистивные слои, а контактные площадки резисторов получены диффузионным методом. Вид сверху и поперечные сечения ионно-легирован-ных резисторов, которые реализованы в п- и /?-области, изображены на рис. 2.12. Ионно-легированные резисторы р- и л-типа, которые соответственно сформированы в п- и р-слоях, имеют малые геометрические размеры по сравнению с геометрическими размерами их контактных площадок. Это связано с тем, что резистивные слои можно реализовывать с очень малой шириной (несколько микрон), что усложняет получение хорошего омического контакта с такой ионно-легированной поверхностью. Поэтому в качестве контактных площадок ионно-легированных резисторов приходится использовать диффузионные области р- и л-типа, получаемые при из- 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 [ 16 ] 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 |
||||||||