有源電阻無源器件(編輯修改稿)
2025-01-19 14:41 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 大。 ? 具有大的電壓系數(shù)，且其電阻精度為 177。 40%。 n +p金 屬熱 氧 化 層p + p +n無源器件－注入電阻 ? 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 pn結(jié)存在不同的反偏時，耗盡層寬度不同，因此導電層內(nèi)的載流子流量會發(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)。 （ 金 屬 柵 工 藝 ）n + n +p 型 襯 底N + 子 注 入S i O2C V D S i O2無源器件－多晶電阻 ? NMOS與 CMOS硅柵工藝，與源 /漏同時擴散。 ? 方塊電阻為 R□ ＝ 30~200Ω。制作大電阻時，可另外再加上一次光刻，用離子注入較小劑量來實現(xiàn)，其阻值可達 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。 ? 但可以通過激光與多晶絲來調(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。 金 屬p場 氧多 晶 硅 Ⅰ 或 Ⅱ汽 相 淀 積 氧 化無源器件－薄膜電阻 ? NMOS和 CMOS的金屬柵與硅柵工藝，需要額外的工藝步驟，通過濺射方法把 NiCr、 CrSi或鉬按一定比例成分淀積在硅片的絕緣層上實現(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： NiCr為幾百歐 /方， CrSi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的其它工藝條件無關(guān)。并且可以用激光修正、氧化、退火等提高電阻的精度。 無源器件－電容 ? 在 MOS模擬集成電路中，電容也是一個不可或缺的元件，由于其易于與 MOS器件相匹配，且制造較易，匹配精度比電阻好，所以得到了較廣泛的應(yīng)用。 ? 多數(shù)都用 SiO2作為介質(zhì)，但也有采用 SiO2/Si3N4夾層作為介質(zhì)，主要是利用 Si3N4較高的介電常數(shù)特性來制作較大的電容。 ? 由于沉積氧化層厚度有較大的偏差，因此沉積氧化物通常不適用于制作精密電容器。 ? 在理想情況下，其電容值可用下式進行計算： oxoxoxoxtWLtSC????無源器件－電容 ? 標準偏差為： ? 通常選擇 W＝ L（提高電容的 Q值），則上式中后二項的誤差取決于光刻誤差，通常稱之為邊緣誤差；而上式中前兩項的誤差為氧化層效應(yīng)誤差。 ? 在小電容時，起主導作用的是邊緣效應(yīng)誤差，而大電容時主要取決于氧化層誤差。 ? 電容器的比例精度主要取決于它們的面積比（特別是小電容） 2222 )()()()()(WWLLttSoxoxoxoxCD??????????無源器件－電容 PN結(jié)電容 ? 直接利用 PN結(jié)構(gòu)成的電容，這類電容具有大的電壓系數(shù)和非線性，因此并不常用。 MOS電容 ? 只適用于 NMOS與 CMOS金屬柵工藝，如圖所示 ? 溫度系數(shù)為 25ppm/℃ ，電容誤差為 177。 15%。 ? 這是一種與電壓相關(guān)的電容，電壓系數(shù)為 25ppm/V。 金 屬p 型 襯 底薄 氧p +無源器件－電容 多晶與體硅之間的電容（ PIS） ? NMOS與 CMOS多晶硅柵（金屬柵）工藝實現(xiàn)，需要額外一次離子注入來形成底板的 n+重摻雜區(qū)，以多晶硅為上極板，二氧化硅為介質(zhì)， n+為下極板構(gòu)成電容。 ? 襯底必須接一個固定電位，此時多晶與體硅間的電容可認為是一無極性的電容，但存在底板 pn結(jié)寄生電容 （ 15%~30%） 。 ? 電壓系數(shù) 10ppm/V，溫度系數(shù) 20~50ppm/℃ ，誤差 177。 15%。 ? 另外，這類電容可以通過多晶條的激光修正來調(diào)節(jié)電容值。 金 屬p多 晶 硅薄 熱 氧 化 層 n ＋ 重 摻 雜n +n +無源器件－電容 雙多晶電容（ PIP） ? 由 NMOS與 CMOS雙多晶工藝實現(xiàn)，其上下極板都為多晶，介質(zhì)為薄氧化層。介質(zhì)氧化層一般與柵氧同時形成。 ? 電壓系數(shù)為 100ppm/V，溫度系數(shù) 100ppm/℃ 。多晶 2的面積可以小于薄氧化層面積，從而只有較小的寄生電容（厚氧電容）。 ? 由于雙層多晶硅電容具有性能穩(wěn)定、寄生電容小等優(yōu)點，因此在MOS集成電路中有廣泛應(yīng)用。
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