9. Приведите примеры конструкций полупроводниковых резисторов и конденсаторов и охарактеризуйте их.

Резисторы

Резисторы ПИМС формируются на основе слоев, полученных диффузией (диффузионные резисторы), ионным легированием или эпитаксиальным наращиванием. Каждый из названных типов резисторов имеет свои достоинства и недостатки, обладает свойственными ему электрофизическими параметрами, о которых можно подробно узнать из литературы, приведенной в списке. В даннй лекции остановимся на диффузионных резисторах, структура которых приведена на рис. 7.1, и методике их проектирования и конструирования.

1. Структура диффузионного резистора с использованием базового слоя (а), пинч-резистора (б) и эммитерного слоя (в)

Резисторы со структурой рис. 7.1а имеют поверхностное сопротивление р_S = 100 – 200 Ом/и могут обеспечить номинальное значение сопротивления от 100 до 30 кОм. Для получения резисторов с сопротивлением R < 100 Ом целесообразно использовать эмиттерную область (рис. 7.1в). Резисторы с большими номинальными сопротивлениями (R > 10 кОм) занимают большую площадь кристалла, поэтому для получения резисторов с сопротивлением 10-100 кОм используется базовая область под эмиттерным переходом (рис. 7.1б).

Пинч-резисторы имеют нелинейную характеристику I(U) и большой разброс сопротивления (до 100 %). Поэтому применение их в ИМС допускается в тех случаях, когда отклонения сопротивлений существенно не влияют на работу схемы.

Конденсаторы

В полупроводниковых ИМС в качестве конденсаторов чаще всего используют обратно смещенные p-n-переходы. Кроме того, используются структуры металл-диэлектрик-полупроводник (МДП) в том числе и в биполярных микросхемах. Реже используются структуры типа металл-диэлектрик-металл (МДМ). На рис. 7.4 приведены возможные структуры интегральных конденсаторов.

Емкости p-n-переходов рассчитываются по формуле плоского конденсатора (см. выражения, приведенные выше), удельные емкости могут быть определены по графикам и номограммам, представленным в справочниках.

Каждая из приведенных структур обладает своими электрофизическими параметрами. В табл. 7.1 приведены ориентировочные значения параметров конденсаторов с биполярными структурами, представленными на рис. 7.4.

Сруктура МДП типа (рис. 7.4, д) обладает удельной емкостью С₀=400-600 пФ/мм² и пробивными напряжениями U_пр=10-50 В.

а)	б)
в)	г)
д)

1. Структуры конденсаторов полупроводниковых ИМС: на основе эмиттерного перехода (а); на основе коллекторного перехода (б); на основе перехода коллектор-подложка (в); на основе параллельно включенных эмиттерного и коллекторного переходов (г); МДП – структура (д).

12. Что такое коэффициент формы резистора и каким образом он может быть определен?

Для расчета резистора необходимо иметь следующие исходные данные: заданное в принципиальной электрической схеме номинальное значение сопротивления R и допуск на него ∆R поверхностное сопротивление легированного слоя ρS, на основе которого формируется резистор; среднее значение мощности Р и максимально допустимая удельная мощность рассеяния Р0; основные технологические и конструктивные ограничения. , l и b - соответственно длинна и ширина резистора