Диффузионды резисторлардың параметрлері. 3.3-таблица

3.3-таблицадан көргеніміздей ең көп меншікті кедергіге ρ_s –базалық қабат негізінде орындалған эмиттерлі өткелмен шектелген (3.16 ,б-сурет) резисторлар ие болады,алайда кедергінің воспроизводимость ы төмен. Осы себепті негізінен эмиттерлі немесе базалы қабаттарды қолданады.Эмиттерлі қабаттарды аз кеддергісі бар резисторларды алу үшін қолданады.

3.16-Сурет.Базалық қабат негізінде (а) эмиттермен (б)және эмиттерлі қабатпен(в) шектелген базалық қабат негізінде қалыптасқан диффузионды резисторлардың структуралары.

(3.16 в сурет).Базалық қабат негізінде қалыптасқан резисторлар кең таралған(3.16,а). Осыдан кейін қабаттағы жоғары кедергінің байланысуына қол жеткіземіз.Талап етілген кедергідегі,(3.22) формула бойынша анықталатын диффузионды резисторларды алу үшін диффузионды қабаттар тікбұрыш немесе змейка түрінде қалыптасады.Мұндай жағдайда l/b қатынасынрезистор бұрылысын R есептеуші шамаға азайту үшін мүмкіндігінше үлкен қылып (10-50) жасауға ұмтылады.Резистордың минимал ені фотолитография және диффузия процесімен анықталады және 5мкм және одан аз шекті мәнге жетеді.Диффузионды резисторлар үшін конденсатор таралған және транзисторлар таралған паразитті элементтердің болганы дұрыс.

Базалық қабат негізіндегі диффузионды резисторлардың эквивалентті схемасы 3.17-суретте келтірілген.Ол келесі негізгі және паразитті элементтерден құралады:R₁-резистордың (p-облысының) өткізетін каналының кедергісі;R₂-контактылардың омдық кедергісі;R₃- n-облысындағы утечкадағы токка кедергісі;R₄- подложкадағы утечка тогына кедергі;C₁-коллекторлы p-n өткелдің сыйымдылығы; C₂-изоляциялайтын p-n өткелдің сыйымдылығы; В төмен коэффициенті бар p-n-p- тралған паразитті транзисторлы структура.Паразитті транзисторлы структура егер изоляциялайтын өткел тура бағытта жылжитын болса,ал коллекторлы өткел –кері бағытта жылжитын болса жақсы өткізе бастайды.Мұндай жағдай болмас үшін дұры құрастырылған ИМС-тің n- және n⁺ облысына ең жоғары оң потенциал беріледі. Өткелдің кері пробивной кернеуі 50 B, ал утечка тогы әдетте 10мкА-дан аспайды.Резистордың таралатын сыйымдылығының әсері 10МГц-тан жоғары жиілікте біліне бастайды.

3.17-сурет.Транзистордың базалық қабаты негізінде қалыптасқан диффузионды резисторлардың эквивалентті схемасы.

Диффузионды резистордың ±R кедергісінің қалпына келтіру дәлдігіне негізінен үш тезхнологиялық операция әсер етеді:1) фоторезистивті масканы дайындау;2) қорғаныш маскасын дайындау кезіндегі SiO₂ қабатының травлениесі;3) берілген тереңдікке масканың терезесі арқылы қоспаны диффузиялау.Алғашқы екі операция суреттің дәлдігін анықтайды,яғни өткізетін каналдың( қабаттың) ұзындығына (±∆l) және еніне(±∆b) кіру рұқсатын анықтайды.Үшінші операция p-n өткеліндегі жатыс тереңдігін жіне p-облысындағы қоспа концентрациясының таралу сипаттамасын анықтайды,яғни ±∆W_диф канал қалыңдығына және оның ±ρ_v меншікті кедергісіне кіру рұқсатын анықтайды.Белгіленген параметрлер белгілі қатынаспен байланысты:

-резистор каналының орта меншкті кедергісі.

Номинал бойынша шашудан басқа диффузионды резисторлар ең маңызды температуралық тәуелділікке ие болады.Кедергінің температуралық коэффициенті былай анықталады:

-зерттелетін температура диапозонында резистор номиналының абсолютті өзгерісі; -T_н температурадағы резистордың номинал мәні. T-T_н - температураның өзгеру диапазоны.

Диффузионды транзисторлардын жоғары TKR μ_n және μ_р заряд тасушылар қозғалғыштығына және Nд және Nа қоспа концентрациясына температуралық тәуелділікпен сәйкес келеді.3.18- суретте әр түрлі беттік меншікті кедергі кезіндегі диффузионды резисторлардың кедергісінің температураға тәуелділігі көрсетілген.

3.18-Сурет.Әр түрлі беттік меншікті кедергі мәндеріндегі диффузионды резисторлардың кедергісінің температураға тәуелділігі.

Диффузионды резисторлар үшін TKR оң температурада оң болады және ρ_s жоғары болған сайын одан сайын жоғары.Транзистордың базалық қабаты негізіндегі диффузионды резисторлар үшін T=20÷125 ^oC температурада TKR=(1÷2)x10^-31/^oC және T=-60÷+20 ^oC температурада TKR=±5·10^-41/ ^oC.

Диффузионды резистордың шашырау қуаты изоляциялайтын p-n өткелінде смещение кернеуінен аса алмайтын, резистордағы кернеудің максималды құлауымен анықталады.Шашырау қуатын шектейтін негізгі фактор жұмыс процесінде резистордың қызуы болып табылады.Диффузионды резисторлар үшін шекті қуаты 50мВт/мм² .

Шалаөткізгіш ИМС-тер үшін диффузионды резисторларды 50 Ом-300кОм номиналдармен ± (10-20)% разброспен дайындайды;максималды шашырау қуаты корпус типіне тәуелді,0,1Bт-тан аспайды.Шалаөткізгіш ИМС-терде диффузиондыдан басқа МДП-структура негізіндегі резисторларды қолданады.Осыдан кейін резистор ретінде вольт-амперлі сипаттаманың иілу аймағына сәйкес келетін режимде жұмыс істейтін МДП-транзисторлар қолданылады.МДП-структураларды резистор ретінде қолдану тек қана бір МДП транзисторда цифрлы ИМС-тердің толық қатарын реализациялауға болады.

Кедергінің үлкен мәнінің реализациясы үшін ионды-легирленген қабат негізіндегі жоғарыомды шалаөткізгіш резисторлар қызмет етеді.Мұндай резисторлар жақсы қалпына келтіреді,кедергінің үлкен динамикалық диапазоны бар және сызықты мипаттамасы бар.Ионды легірлеумен мәндегі шалаөткізгіш резисторларды оңай алуға болады.