集成電路中電阻的選擇與計(jì)算

集成電路中電阻的選擇與計(jì)算電阻的選擇與計(jì)算學(xué)習(xí)目標(biāo)了解

1、集成電路中電阻的一些概念；2、集成電路工藝中的幾種常見電阻。掌握1、版圖設(shè)計(jì)過程中電阻值的計(jì)算；2、實(shí)現(xiàn)大電阻版圖設(shè)計(jì)的方法。第一部分：集成電路中電阻的基本概念電阻的選擇與計(jì)算電流從左到右流經(jīng)一塊P型半導(dǎo)體材料，該材料的寬為W長為L，結(jié)深為X。那么這塊材料的電阻阻值R可用下式表示；L為材料樣品長度，W為電流流經(jīng)橫截面的寬度，X為橫截面厚度（結(jié)深），ρ為材料的體電阻率電阻電阻的選擇與計(jì)算上頁表達(dá)式中，W、L、X與具體設(shè)計(jì)和工藝有關(guān)，ρ與材料本身有關(guān)，其單位是Ω*CM；導(dǎo)體的電阻率很??；半導(dǎo)體材料的電阻率要大一些，具體電阻率的大小主要取決于摻雜濃度；絕緣體，例如二氧化硅，它的電阻率理論上是無窮大的。各種材料的電阻率材料電阻率（Ω*CM,25℃)銅1.7×10-6金2.4×10-6鋁2.7×10-6N型硅（Nd=1018cm-3）0.25N型硅（Nd=1015cm-3）48本征硅2.5×105SiO21014電阻的選擇與計(jì)算方塊電阻的概念在前頁表達(dá)式中，如果材料橫截面寬度W等于樣品長度的話那么上式可變?yōu)椋捍藭r(shí)的電阻有一個(gè)專門的名稱，稱之為：方塊電阻，符號以R□或者RS來表示。方塊電阻的意義在于，它只和材料的體電阻率和結(jié)深或厚度有關(guān)，而與材料的具體形狀無關(guān)，這樣在版圖設(shè)計(jì)中，如果知道了相應(yīng)材料的方塊電阻值，設(shè)計(jì)者就可以很方便地設(shè)計(jì)出相應(yīng)阻值的圖形舉例：電阻的選擇與計(jì)算均勻摻雜的材料方塊電阻很容易計(jì)算；集成電路中的材料往往是非均勻摻雜的，也就是說體電阻率并非一個(gè)定值，這種情況下，擴(kuò)散層的方塊電阻通常由反復(fù)測量而獲得；表為某工藝中不同材料的方塊電阻阻值不同材料的方塊電阻材料層方塊電阻（Ω/□,25℃)N阱1000N+摻雜65P+摻雜170多晶119多晶255金屬鋁0.08電阻的選擇與計(jì)算第二部分：集成電路中電阻的類型電阻的選擇與計(jì)算阱電阻阱電阻即用阱區(qū)材料作為電阻來使用。阱電阻長度的計(jì)算，應(yīng)該是兩個(gè)接觸孔之間的長度而非整體阱區(qū)的長度，因?yàn)殡娏魇墙?jīng)由2個(gè)接觸孔流經(jīng)電阻體的；電阻的選擇與計(jì)算阱電阻電阻的計(jì)算寬度需要在設(shè)計(jì)寬度上加以修正。工藝中阱區(qū)往往是最初的一道工序，之后還會有許多高溫步驟，會加深阱雜質(zhì)的繼續(xù)擴(kuò)散，到完成成品時(shí)候一般實(shí)際阱區(qū)寬度會比設(shè)計(jì)值大出20%左右，所以在進(jìn)行計(jì)算時(shí)候需要對寬度進(jìn)行修正。電阻的選擇與計(jì)算摻雜層電阻該電阻由N+或P+摻雜層構(gòu)成，也稱有源區(qū)電阻；有源區(qū)電阻要考慮襯底電位，將P型襯底接最低電位，N型襯底接最高電位，使電阻區(qū)和襯底形成的PN結(jié)反偏；電阻的選擇與計(jì)算摻雜層電阻例如，P+電阻做在N阱內(nèi)，除電阻兩端有接觸孔外，阱內(nèi)要增加接最高電位的接觸孔電阻的選擇與計(jì)算多晶電阻該電阻由多晶層構(gòu)成；有的工藝中有2層以上多晶層，這些多晶層的方塊電阻不同；電阻阻值的計(jì)算時(shí)，長度需要從開孔處開始計(jì)算，而寬度則不需要修正，因?yàn)槎嗑硬粫l(fā)生擴(kuò)散。電阻的選擇與計(jì)算

增加電阻值的方法通過繪制彎曲版圖實(shí)現(xiàn)，彎曲版圖計(jì)算時(shí)注意要考慮方塊個(gè)數(shù)通過金屬導(dǎo)線對最大尺寸的電阻進(jìn)行連接，從而增加電阻值。電阻的選擇與計(jì)算

有源電阻MOS電路中還經(jīng)常使用MOS管作為電阻，與MOS集成電路的制作工藝兼容性，且所占的芯片面積較小。由MOSFET的特性知道，當(dāng)MOSFET工作在線性區(qū)時(shí)，可以把MOSFET等效成一個(gè)非線性電阻。在VDS