集成电路中电阻的选择与计算

集成电路中电阻的选择与计算电阻的选择与计算学习目标了解

1、集成电路中电阻的一些概念；2、集成电路工艺中的几种常见电阻。掌握1、版图设计过程中电阻值的计算；2、实现大电阻版图设计的方法。第一部分：集成电路中电阻的基本概念电阻的选择与计算电流从左到右流经一块P型半导体材料，该材料的宽为W长为L，结深为X。那么这块材料的电阻阻值R可用下式表示；L为材料样品长度，W为电流流经横截面的宽度，X为横截面厚度（结深），ρ为材料的体电阻率电阻电阻的选择与计算上页表达式中，W、L、X与具体设计和工艺有关，ρ与材料本身有关，其单位是Ω*CM；导体的电阻率很小；半导体材料的电阻率要大一些，具体电阻率的大小主要取决于掺杂浓度；绝缘体，例如二氧化硅，它的电阻率理论上是无穷大的。各种材料的电阻率材料电阻率（Ω*CM,25℃)铜1.7×10-6金2.4×10-6铝2.7×10-6N型硅（Nd=1018cm-3）0.25N型硅（Nd=1015cm-3）48本征硅2.5×105SiO21014电阻的选择与计算方块电阻的概念在前页表达式中，如果材料横截面宽度W等于样品长度的话那么上式可变为：此时的电阻有一个专门的名称，称之为：方块电阻，符号以R□或者RS来表示。方块电阻的意义在于，它只和材料的体电阻率和结深或厚度有关，而与材料的具体形状无关，这样在版图设计中，如果知道了相应材料的方块电阻值，设计者就可以很方便地设计出相应阻值的图形举例：电阻的选择与计算均匀掺杂的材料方块电阻很容易计算；集成电路中的材料往往是非均匀掺杂的，也就是说体电阻率并非一个定值，这种情况下，扩散层的方块电阻通常由反复测量而获得；表为某工艺中不同材料的方块电阻阻值不同材料的方块电阻材料层方块电阻（Ω/□,25℃)N阱1000N+掺杂65P+掺杂170多晶119多晶255金属铝0.08电阻的选择与计算第二部分：集成电路中电阻的类型电阻的选择与计算阱电阻阱电阻即用阱区材料作为电阻来使用。阱电阻长度的计算，应该是两个接触孔之间的长度而非整体阱区的长度，因为电流是经由2个接触孔流经电阻体的；电阻的选择与计算阱电阻电阻的计算宽度需要在设计宽度上加以修正。工艺中阱区往往是最初的一道工序，之后还会有许多高温步骤，会加深阱杂质的继续扩散，到完成成品时候一般实际阱区宽度会比设计值大出20%左右，所以在进行计算时候需要对宽度进行修正。电阻的选择与计算掺杂层电阻该电阻由N+或P+掺杂层构成，也称有源区电阻；有源区电阻要考虑衬底电位，将P型衬底接最低电位，N型衬底接最高电位，使电阻区和衬底形成的PN结反偏；电阻的选择与计算掺杂层电阻例如，P+电阻做在N阱内，除电阻两端有接触孔外，阱内要增加接最高电位的接触孔电阻的选择与计算多晶电阻该电阻由多晶层构成；有的工艺中有2层以上多晶层，这些多晶层的方块电阻不同；电阻阻值的计算时，长度需要从开孔处开始计算，而宽度则不需要修正，因为多晶层不会发生扩散。电阻的选择与计算

增加电阻值的方法通过绘制弯曲版图实现，弯曲版图计算时注意要考虑方块个数通过金属导线对最大尺寸的电阻进行连接，从而增加电阻值。电阻的选择与计算

有源电阻MOS电路中还经常使用MOS管作为电阻，与MOS集成电路的制作工艺兼容性，且所占的芯片面积较小。由MOSFET的特性知道，当MOSFET工作在线性区时，可以把MOSFET等效成一个非线性电阻。在VDS