Диффузионные резиcторы

где - абсолютное изменение номинала резистора в исследуемом диапазоне температур;

R (ТН) - значение номинала резистора при температуре ТН;

Т - ТН - диапазон изменения температуры.

Высокий ТКR диффузионных резисторов обусловлен температурной зависимостью подвижности носителей заряда или и концентрации примеси NД или NА.

Рисунок 3 - Зависимость сопротивления диффузионных резисторов от температуры при различных значениях поверхностного удельного сопротивления в Ом/квадрат (1 - рS = 50;

2 - pS= 100;

3 - pS = 200;4 - pS = 400)

На рисунке 3 показана зависимость сопротивления диффузионных резисторов от температуры при различных значениях удельного поверхностного сопротивления. Отсюда видно, что ТКR для диффузионных резисторов положителен при положительной температуре и тем более высокий, чем выше рS. Для диффузионных резисторов на основе базового слоя транзистора в диапазоне изменения температур и в диапазоне .

Рассеиваемая диффузионным резистором мощность определяется максимальным падением напряжения на резисторе, которое не может превышать напряжение смещения на изолирующем p-n-переходе. Основным фактором, ограничивающим мощность рассеяния, является нагрев резистора в процессе работы. Для диффузионных резисторов предельной считается мощность 50 мВт/мм2.

Диффузионные резисторы для полупроводниковых ИМС изготовляют с номиналами 50 Ом - 300 кОм и разбросом ± (10-20)%; максимальная мощность рассеяния зависит от типа корпуса и, как правило, не превышает 0,1 Вт. Кроме диффузионных в полупроводниковых ИМС применяют резисторы на основе МДП-структуры. При этом в качестве резистора используют МДП-транзистор, работающий в режимах, соответствующих наклонной области вольтамперной характеристики. Использование МДП-структур в качестве резисторов позволяет реализовать целый ряд цифровых ИМС только на одних МДП-транзисторах.

Для реализации больших значений сопротивления служат высокоомные полупроводниковые резисторы на основе ионно-легированных слоев. Такие резисторы хорошо воспроизводимы, имеют большой динамический диапазон сопротивлений и линейные характеристики. Ионным легированием легко получить полупроводниковые резисторы с Ом/квадрат. [2]

Рассчитаем распределение концентрации примеси в n+-p-n-структуре, полученной последовательной диффузией бора в кремний с электропроводностью n-типа и удельным сопротивлением 0,1 Ом, проводимой в режимах Тa = 1220°С, ta = 30 мин и Tg = 1120°С, tg = 1 ч. Поверхностная плотность атомов бора Na = 6×1014 см-2, диффузия фосфора ведется из неограниченного источника примеси с поверхностной концентрацией, равной предельной растворимости.

.1 С помощью графика зависимости удельного сопротивления кремния от концентрации примеси находим концентрацию донорной примеси в исходной пластине кремния СВ = 3×1017 см-3.

.2 Определим коэффициенты диффузии для бора и фосфора из зависимости коэффициента диффузии от температуры.

Da = 4×10-12 см2/с(для бора при ta = 1220 °С);

Da = 6×10-13 см2/с(для бора при tg = l120 °C);

Da = 6×10-13 см2/с(для фосфора при tg = 1120 °С).

Предельная растворимость фосфора при 1120 °С равна C0g = 1,5×1021 см3.

3.3 Так как , то для построения распределения можно использовать формулу

,

Где

.

.4 Для рационального выбора шага по оси x при построении распределения определим глубину залегания коллекторного p-n-перехода:

Статья в тему

Модуляционно-легированные транзисторы MODFET, биполярные транзисторы на гетеропереходах. Резонансный туннельный эффект
Высокая степень интеграции, характерная для современной кремниевой технологии, не может быть достигнута при использовании полупроводниковых соединений AIIIBV, однако эти соединения обеспечивают большее быстродействие, прежде всего, за счет высокой подвижности р носителей и меньши ...