2.2. Задание №2

Ознакомиться с конструкцией, технологией изготовления и параметрами ионно-легированных резисторов и резисторов на основе пленок поликремния (ППК). В заготовку отчета занести конструкцию и топологию этих резисторов.

Методические указания по выполнению второго задания

Для выполнения задания следует изучить материал /1, с.261-263; 3, с.68-69/.

В последнее время все большее распространение получают ионно-легированные резисторы, которые в отличие от ДР получаются не диффузией, а локальной ионной имплантацией примеси.

Структура ионно-легированного резистора такая же, как ДР (рис. 3), но глубина имплантированного р-слоя значительно меньше глубины базового слоя и составляет всего 0,2-0,3 мкм. Кроме того, ионная имплантация позволяет обеспечить сколь угодно малую концентрацию примеси в слое. Оба фактора спо­собствуют получению высоких удельных сопротивлений слоя – до 10-20 кОм/□. При этом номиналы сопротивлений могут составлять сотни килоом. ТКС меньше, чем у ДР, и лежит в пределах 3-5%/°С, а разброс сопро­тивлений не превышает ± (5-10)%.

Рис. 3. Ионно-легированный резистор

Поскольку толщина им­плантированного слоя мала, к нему трудно осуще­ствить омические контак­ты. Поэтому по краям резистивного слоя на этапе базовой диффузии осуществля­ют узкие диффузионные р-слои, к которым омический контакт осуществляется обыч­ным способом.

В совмещенных микросхемах поверх слоя защитного диэлектрика могут быть сформированы тонкопленочные резисторы. По сравнению с полупроводниковыми они имеют следующие преимущества: более высокие значения граничной частоты, меньшие значения паразитных параметров, более высокая точность изготовле­ния, низкий ТКС. Высокоомные резисторы могут быть получены на основе ППК. Нелигированные пленки поликристаллического кремния могут давать удельное сопротивление 10 Ом/□, но номиналы сформированных на их основе резисторов обычно невоспроизводимы. Удельное сопротивление ППК можно уменьшить легированием, однако оно в сильной степени зависит от уровня их легирования и размера зерна поликремния. Таким образом, резисторы из поликремния пригодны только для схем, где допустим высокий разброс сопротивлений.

Температурный коэффициент этих резисторов довольно высок, И в отличие от ионно-легированных резисторов может быть отрицательным. Резисторы на основе ППК позволяют получать высокоомные нагрузки на очень малой площади (по сравнению с ре­зисторами, получаемыми ионной имплантацией). Эти резисторы тех­нологически очень удобны для схем с поликремниевыми электрода­ми транзисторов.

3. Вопросы к домашнему заданию

1. Какие резисторы называют полупроводниковыми интегральными резисторами? Назовите их типы.

2. Приведите конструкции и топологии диффузионных резисторов.

3. Какова технология изготовления диффузионных резисторов? Назовите их основные параметры.

4. Что такое пинч-резисторы? В каких случаях они используются и как формируются?

5. Приведите конструкцию, топологию и параметры пинч-резисторов.

6. Назовите недостатки пинч-резисторов.

7. По какой технологии получают ионно-легированные резисторы? В чем заключаются их особенности?

8. Каковы конструкция, топология и характеристики ионно-легированных резисторов?

9. Что представляют собой резисторы на основе ППК? Каковы их особенности?

10. В чем заключаются недостатки ППК-резисторов и где целесообразно их применять?