外围器件及阻容元件设计.ppt
上传人:天马****23 上传时间:2024-09-11 格式:PPT 页数:27 大小:1.4MB 金币:10 举报 版权申诉
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结论:虽然面积是原来面积的四倍,但总电阻仍是原来正方形的电阻值。因此,人们逐渐以每方欧姆来度量电阻。每方欧姆是IC中电阻的基本单位,单位方块/薄层电阻:每个制造工艺有一个参数手册,可以查寻以每方欧姆表示的材料电阻率。ic中典型的电阻值:poly栅:2-3欧姆/方metal层:20-100毫欧姆/方(小电阻;良导体)diffusion:2-200欧姆/方工艺中的任何材料都可以做电阻。但某些材料比其他材料更适合一些。常用的材料有poly和diffusion。常用电阻器阻值范围:10~50欧姆100~2k欧姆2k~100k欧姆44.2.1基本电阻器版图-以硅片作为衬底材料,在衬底上淀积一层多晶硅,再在多晶硅层上覆盖一层氧化层,形成隔离的绝缘层,然后在氧化层上刻蚀出用于连接的接触孔。一般接触孔位于多晶硅的两头。体区电阻公式:4.2.2考虑接触电阻rc以多晶硅电阻为例,电阻材料与外界相连的金属接触材料同样有电阻接触区被认为是有固定长度的。如果接触区的宽度增大,接触电阻将变小;如果接触区的宽度减小,接触电阻将变大。总接触电阻(Rc是由接触材料所决定的电阻因子,单位“Ω*um”;Wc为接触区宽度)接触区的宽度可能并不一定和电阻器的宽度相同,它取决于工艺的设计规则,可能会要求接触区宽度必须小于电阻器宽度。10具体制作方法:a、在所用的多晶硅材料的中部开一个窗口,并注入另外的杂质材料,阻碍电子的流动,来提高电阻率。b、另一种方法是将中间的多晶硅刻蚀掉一部分使其变薄。这些被改变的材料块为电阻的“体”。通常会有一个设计规则用以说明体区边界与接触区的最小距离,这个间隔上原始的多晶硅被称为电阻器的“头”。总电阻:1213“体区误差”和“头区误差”同样也需考虑。电阻公式改写为:4.2.5考虑扩展电阻解决方法:可以将接触区延伸到多晶硅之外,这消除了展开区的问题。能否这样设计取决于工艺技术。有些工艺只允许正方形的接触孔,则我们必须在电阻器宽度方向上用许多接触孔来保持低的接触电阻。减小扩展电阻的另一个方法:使接触孔的宽度精确地与体相同。对于扩展电阻项精确而详细的计算随制造商的不同而变,并且这属于商业秘密。有多种技术和公式用于ic制造去确定扩展电阻项,这些技术和公式的大部分是不公开的。总电阻方程:R=rb+2rh+2rc+2rs(“rs”是来自于扩展区的电阻,扩展因子,见工艺手册)(也有将接触电阻和扩散电阻组合在一起以一个单独项表示的)19高阻值低精度-在有些设计中,可能会需要很大的电阻值,如果对它的精度并不是很介意,允许有15%左右的变化。那么也可以把电阻的宽度做到比引线孔的宽度还要小,这种电阻的形状非常象狗骨头。叫“狗骨型电阻”。在高阻值,精度没有特殊要求的情况下,可以使用这种结构。折弯型电阻器外角没有电子流过,电阻误差较大低阻值高精度电阻的原则对于选择电阻的宽度,电流密度是重要的。如果需要通过电阻大量的电流,你会使用一个大的、粗的线。电流密度是材料中能够可靠流过的电流量。工艺手册中有关于某些特定材料电流密度的介绍,工艺中任何能够被用于传导电流的材料都有一个对应的电流密度。典型的电流密度大约是“每微米宽度0.5mA”。和宽度有关是因为设计得越宽,能够通过的电流越多。-用下面公式就可以计算出电阻能够可靠流过的毫安值。Imax=D*WImax:最大允许可靠流过的电流mAD:材料的电流密度mA/umW:材料的宽度um1.某电阻需要通过100微安电流,该电阻宽3微米,如果它的电流密度值为0.2毫安/微米,该电阻能可靠工作吗?2.某电阻器的图形尺寸为:长度=95um,宽度=12um,材料的电阻率为每方65欧姆。在制造时,测量得到的电阻器的宽度减小了0.2um,实际电阻值是多少呢?3.假设需要一个能承受12毫安电流的电阻。其大小为50欧姆,并且要求其对工艺变化不敏感。有三个选择:多晶硅:电流密度为0.27mA/um,薄层电阻率为225;N阱:电流密度为0.72mA/um,薄层电阻率为870;扩散电阻:电流密度为0.93mA/um,薄层电阻率为1290;那个能满足设计要求呢?不同类型的电阻比较