Запорожец  Издания 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 [ 42 ] 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193

мошью ИОННОГО легирования и последующей операции разгонки/ отжига. В кремнии с исходной концентрацией примеси 1 • 10* см"* глубина перехода после разгонки равна Xj. Если исходная концентрация примеси отличается от 1-10 см"*, это очень мало влияет на поверхностное сопротивление слоя. Можно приближенно учесть влияние изменения концентрации примеси в подложке, введя в дозу имплантации, требуемую для получения данного поверхностного сопротивления, поправку Аф = ANbXj, где ANn~ -(1-10* см"*), а Ns - концентрация примеси в подложке.

Сравним теперь приближенные значения дозы имплантации, полученные в рассмотренных выше примерах, с более точными значениями, найденными по графику на рис. 2.54, для случая Xj = 2 мкм. Для Rs = 10 кОм/квадрат получим ф = 1,6-10см", для Rs = 1 кОм/квадрат ф = 4,5-10* см"" и для /?s = = 200 Ом/квадрат ф = 4-10" см".

2.16. Конденсаторы в интегральных схемах

На рис. 2.55 показаны конфигурации конденсаторов, применяемых в ИС. В табл. 2.6 приведены приближенные значения емкости на единицу площади и напряжения пробоя для различных типов интегральных конденсаторов. Конденсатор на основе емкости перехода эмиттер - база Сце имеет максимальную удельную емкость, ЮОО пФ/мм, но его напряжение пробоя составляет всего ~7 В, что сильно ограничивает возможности его применения.

Таблица 2.6

Конденсаторы в ИС

Удельная емкость Напряжение

Тип конденсатора при напряжении пробоя В

-5 В, пФ/мм

Переход коллектор-база, Сд 125 50

Переход эмиттер-база, СвЕ 1000 7

Переход коллектор-подложка, Cqs со Скрытым л+-слоем 90 50

без Скрытого Л+-СЛОЯ 60 50

МОП-конденсатор (толщина окисла 350 60

0,1 мкм)

Вторым по удельной емкости является конденсатор на основе структуры металл - окисел - кремний (МОП-конденсатор): при толщине окисла 100 нм = 0,1 мкм его удельная емкость составляет -n.-350 пФ/мм. Диэлектрическая прочность слоя SiOj составляет ~б00 В/мкм, так что для 100-нм слоя окисла напряжение пробоя ~60 В. Поскольку сопротивление служащего второй об-



w/шш/т.

Лод/гажт р-типа а.

SiO,

ПоЗлажна р-тиш

РоРлржна р-типи


.

РоРлажна. р-типа. ---

Диэлеитрин

(Sio,, sijN,";/ / /рннрплеминыи металлиести

злентраР-

s,o, ЛремниеРая паРлижт г,;;;,гглеиаш метал- У7ичеслий ле-лтррр

Рнс, 2,55. Конденсаторы в ИС. а - конденсатор на переходе коллектор-база; б - конденсатор на переходе эмиттер-база; в - конденсатор на переходе коллектор-подложка, г - ЛЮП-конденсатор, д - тонкопленочный конденсатор.



кладкой диффузионного л+-слоя (эмиттерной области транзистора) мало, МОП-конденсатор имеет очень малое паразитное последовательное сопротивление по сравнению с другими типами конденсаторов. Для типичного МОП-конденсатора емкостью 50 пФ, размерами L = W к поверхностным сопротивлением диффузионного /г--слоя 2 Ом/квадрат эффективное последовательное сопротивление составляет l Ом, а добротность Q на частоте 1 МГц /.-3000.

р(база)

пнатеитар)

р(падлажна)

п (змиттер) Ссв(-1г5пР/ммг)

р(Ша)

п(нрллентор)

р(пр0лржт)

Металл

Рис. 2.56. Паразитная емкость конден- т/ ?\-

сатороБ Б ИС: а - конденсатор на СрЭОпР/ММ), переходе коллектор-база; б - конденсатор на переходе эмиттер-база;

в - МОП-конденсатор.

Такой МОП-конденсатор занимает на кристалле площадь 0,15 мм. Примерно столько же места занимают 10 биполярных транзисторов или 100 МОП-транзисторов. Таким образом, конденсаторы большой емкости, особенно свыше ~100 пФ, нежелательно использовать в ИС, так как они требуют слишком большой Площади.

Интегральные конденсаторы имеют не только паразитное последовательное сопротивление, но и паразитную емкость (рис. 2.56).



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 [ 42 ] 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193