集成电路中的无源元.ppt

第三章集成电路中的无源元件 信息工程学院李薇薇liweiwei 3 1集成电阻器 低阻类电阻 如发射区扩散电阻 薄层电阻 RSE 5 埋层电阻 薄层电阻 RS BL 20 高阻类电阻 如基区沟道电阻 薄层电阻RSB1 5 15k 外延电阻 薄层电阻 RS epi 2k 高精度电阻 如离子注入电阻 薄层电阻RS1 0 1 20k 常用范围为1 4k 薄膜电阻 薄层电阻RSF 10 400 3 1 1基区扩散电阻 这类电阻器的阻值粗略估算为RS为基区扩散层的薄层电阻 L W分别为电阻器的宽度和长度 3 1 1基区扩散电阻 基区扩散电阻最小条宽的设计受到三个限制 由设计规则决定的最小扩散条宽 由工艺水平和电阻精度决定的最小电阻条宽WR min 由流经电阻的最大电流所决定的WR min 在设计电阻最小条宽WR min时 应取三者中最大的一种 3 1 1基区扩散电阻 1 设计规则决定的最小扩散条宽Wmin设计规则是从工艺中提取的 为保证一定成品率而规定的一组最小尺寸 这些规则主要考虑了制版 光刻等工艺可实现的最小线条宽度 最小图形间距 最小可开孔 最小套刻精度等 所以在设计扩散电阻的最小扩散条宽时 必须符合设计规则 3 1 1基区扩散电阻 2 工艺水平和电阻精度要求所决定的最小电阻条宽WR min 3 1 1基区扩散电阻 3 流经电阻的最大电流决定的WR min 3 1 2其他常用的集成电阻器 1 发射区磷扩散电阻 3 1 2其他常用的集成电阻器 另一种发射区扩散电阻结构如图3 7所示 这类发射区扩散电阻可与其他电阻做在一个隔离岛上 但发射区扩散电阻要坐在一个单独的P型扩散区中 要使三个PN结都处于反偏 由于这种结构有寄生PNP效应 所以需要掩埋层 发射区扩散电阻主要用来作小阻值电阻和在连线交叉时作 磷桥 用 其电阻值的计算方法和基区扩散电阻类似 3 1 2其他常用的集成电阻器 2 隐埋层电阻 3 1 2其他常用的集成电阻器 3 基区沟道电阻 3 1 2其他常用的集成电阻器 4 外延层电阻 体电阻 3 1 2其他常用的集成电阻器 5 离子注入电阻 3 1 2其他常用的集成电阻器 3 1 2MOS集成电路中常用的电阻 1 多晶硅电阻 3 1 2MOS集成电路中常用的电阻 2 用MOS管形成电阻 3 1 2MOS集成电路中常用的电阻 3 2集成电容器 3 2 1双极集成电路中常用的集成电容器1 反偏PN结电容器 3 2 1双极集成电路中常用的集成电容器 2 MOS电容器 3 2 2MOS集成电路中常用的MOS电容器 1 感应沟道的单层多晶硅MOS电容器 3 2 2MOS集成电路中常用的MOS电容器 2 双层多晶硅MOS电容器 3 3互连 3 3 1金属膜互连 3 3 1金属膜互连 长引线的电阻一般情况下铝互连线的电阻是很小的 但是当铝膜太薄或铝连线太长 宽度太窄时 铝连线的电阻不可忽视 大电流密度的限制电流太大会引起铝膜结球 即使电流不太大 长时间较大电流通过铝条 会产生铝的 电迁移 现象 即铝离子从负极向正极方向移动 结果在铝线一端产生晶须 另一端则产生空洞 严重时甚至断路 Si Al互熔问题高温下 Al Si会形成Al Si共溶体 在共熔点温度 577摄氏度 下 1微米厚的Al膜可熔去0 12微米的硅层 而是很薄的双极晶体管的发射区扩散层和MOS的源 漏扩散层变得更薄 另一方面 Al Si共熔体中析出的Si原子 会向附近的纯铝中扩散 所以在小接触孔附件有大块的铝条的情况下 虽然