MOS管-無(wú)源器件-電阻知識(shí)分享-KIA MOS管
信息來(lái)源：本站 日期：2020-12-18
電阻
電阻是模擬電路的最基本的元件，在集成電路中有多種設(shè)計(jì)和制造方法，并有無(wú)源電阻與有源電阻之分。電阻的大小一般以方塊數(shù)來(lái)表示，電阻的絕對(duì)值為:
式中R□為單位方塊電阻值，L和W分別是指電阻的長(zhǎng)度與寬度。
若假定這些參數(shù)是統(tǒng)計(jì)無(wú)關(guān)的，則電阻值的偏差可表示為:
通常對(duì)于上式中第一項(xiàng)偏差，離子注入電阻比擴(kuò)散電阻要小，襯底硅電阻比多晶硅電阻要小(多晶硅材料晶粒結(jié)構(gòu)變化增加所致) ;第二項(xiàng)偏差，隨著光刻技術(shù)特別是干法刻蝕即等離子刻蝕技術(shù)的出現(xiàn)，該項(xiàng)偏差大大減小。
在某些設(shè)計(jì)中，要求精確的電阻比值，對(duì)稱叉指式設(shè)計(jì)布局用來(lái)補(bǔ)償薄層電阻與條寬范圍的梯度變化。
在電阻設(shè)計(jì)時(shí)還需注意相對(duì)于襯底的寄生電容可能把一些高頻噪聲通過(guò)電阻疊加在有用信號(hào)上，所以在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)一些特殊電阻必須加電屏蔽(如阱接地，采用多晶電阻或雙多晶結(jié)構(gòu))。
金屬柵與硅柵技術(shù)的NMOS和CMOS工藝， 與漏源區(qū)同時(shí)制成。
方塊電阻值為R□=20~100Ω,在需要較大電阻時(shí)，需要很多方塊，占用很大面積， 所以一般不用擴(kuò)散電阻制作大阻值的電阻。
精度為±20%，溫度系數(shù)為500~ 1500ppm/℃,電壓系數(shù)為100~500ppm/V,所以不能用作精密電阻。
存在大的寄生電容(n+-p結(jié)電容)，并且由于存在淺結(jié)，所以會(huì)產(chǎn)生壓電電阻，從而引入誤差。
CMOS金屬柵和硅柵工藝
R□=1000~5000Ω,并且其薄層電阻值更高。
由于阱的擴(kuò)散深度及其引起的橫向擴(kuò)散約有5至10微米，使電阻條不可能做得很窄。且電阻條之間還需要設(shè)計(jì)出溝道截止環(huán)，以消除電阻間的表面反型層漏電流，因此在制作大電阻時(shí)，其面積也較大。
具有大的電壓系數(shù)，且其電阻精度為±40%。
NMOS和CMOS金屬柵與硅柵工藝?？梢耘c耗盡層注入相結(jié)合。
方塊電阻R□>500~1000Ω(最大為1MΩ)，可以制作較大電阻而不用占很大面積。
電阻阻值易于控制，但需要一次額外的掩膜。
但離子注入與襯底間所形成的p-n結(jié)存在不同的反偏時(shí)，耗盡層寬度不同，因此導(dǎo)電層內(nèi)的載流子流量會(huì)發(fā)生變化，所以電阻的線性度不理想，電壓系數(shù)高，并且由于氧化層表面電荷的影響，導(dǎo)電層表面的載流子濃度也不穩(wěn)定，因此大電阻的精度受一定的限制。這類電阻具有小的溫度系數(shù)，但很難消除壓電電阻效應(yīng)。
NMOS與CMOS硅柵工藝，與源/漏同時(shí)擴(kuò)散。
方塊電阻為R□=30~200Ω。制作大電阻時(shí)，可另外再加上一次光刻，用離子注入較小劑量來(lái)實(shí)現(xiàn)，其阻值可達(dá)10千歐/方塊。但多晶硅電阻的薄層電阻大小，除與離子注入劑量有關(guān)外，還與多晶硅的厚度，多晶硅的淀積質(zhì)量等有
關(guān)，因此難以用來(lái)制作精密電阻。
溫度系數(shù)為500~ 1500ppm/℃, 電阻誤差較大。
但可以通過(guò)激光與多晶絲來(lái)調(diào)節(jié)電阻值，且由于多晶硅下面有厚的氧化層與電路隔離，其寄生電容大大減小。
NMOS和CMOS的金屬柵與硅柵工藝，需要額外的工藝步驟，通過(guò)濺射方法把Ni-Cr、Cr-SI或鉬按一定比例成分淀積在硅片的絕緣層上實(shí)現(xiàn)。
方塊電阻值可由所用材料的性質(zhì)比例成分和淀積層厚度決定，一般情況下，薄膜厚度為幾百至幾千埃,方塊電阻: Ni-Cr為幾百歐/方，Cr-Si為幾百至幾千歐/方。
薄膜電阻的線性度最好，電壓系數(shù)很小，溫度系數(shù)也小(約100ppm/℃)，與MOS的其它工藝條件無(wú)關(guān)。并且可以用激光修正、氧化、退火等提高電阻的精度。
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