集成电路——无源器件

半导体集成电路

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学校：西安理工大学

院系：自动化学院电子工程系专业：电子、微电时间：秋季学期

集成电阻器集成电容器

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常见的无源元件有

电阻、电容、电感

一般集成电路中使用的无源元件:

电阻、电容

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RLLdWdS[]Lnn0qn2013-7-224

常用集成电阻器



基区扩散电阻

发射区扩散电阻、埋层扩散电阻基区沟道电阻、外延层电阻离子注入电阻

多晶硅电阻、MOS电阻

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•基区扩散电阻

氧化膜pP型扩散层（电阻）n2013-7-22

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Lw氧化膜VCCpnP型扩散层（电阻）n基区扩散电阻

（Rs=100-200 / )RRLsWRs为基区扩散的薄层电阻L、W为电阻器的长度和宽度

1.端头修正

2.拐角修正因子

3.横向扩散修正因子4.

薄层电阻值Rs的修正

RRLs(W0.55x2k1nk2)jc小阻值电阻可采用胖短图形一般阻值电阻可采用瘦长图形对大阻值电阻可采用折叠图形

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RR(LsW0.55x2k1nk2)jc8

基区扩散电阻最小条宽的设计

氧化膜pP型扩散层（电阻）nRRLsW1.设计规则决定最小条宽2.工艺水平和精度

3.流经电阻的最大电流取三者中的最大者

氧化膜pRRLsWR|R设计R实际|RRSLRRWSLWRSR5~10%

SLWL>>W, LL可以忽略不记

如果RRSWRRSW如果工艺控制水平可使|W|1m由线宽引起的电阻相对误差η小于10%,

W|W|R，min||10m2013-7-22

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P6A，max510W/m2I2PRSAW2WSR，minIRMAXPA，MAX电阻单位面积的功耗为：12

•基区沟道电阻

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n氧化膜N型扩散层pn+n夹层电阻区域n耗尽层（反向偏压）夹层电阻

（RF=2-10K / )13

•多晶硅电阻

WLSiO2SiLeff2013-7-22

RR(Leff)s,polysiW14

CdS[F]2013-7-22

导电层绝缘层15

双极集成电路中的MOS电容器

N＋特点：1. 单位面积电容值较小隔离槽toxtox=100nm时，CA=3.45e-4pF/um2

30pF需约0.1mm22. 击穿电压BV较高（大于50V）BV＝EBtoxCMOSCOXso0i2ACAA铝电极N+N-epi氧化膜p平板型电容绝缘层的击穿电场强度（5～10）×106V/cm大电容结构

电容极板2013-7-22

n槽式结构电容氧化膜金属引线nDRAM中常用的电容

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半导体的导电能力随所含的微

量杂质而发生显著变化

一般材料纯度在99.9％已认为很高了，有0.1％的杂质不会影响物质的性质。而半导体材料不同，纯净的硅在室温下：＝21400Ω·cm

•如果在硅中掺入杂质磷原子，使硅的纯度仍保持为99.9999％。则其电阻率变为：＝0.2Ω·cm。因此，可利用这一性质通过掺杂质的多少来控制硅的导电能力。

•

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N型半导体与P型半导体

受主杂质

施主杂质

N型半导体

P型半导体

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半导体材料的导电率E则有:电子以速度Vd移动Jnn0qVd(1)JnnE(2)VdEn改变n020由式(1)、式（2）可得nn0qn电子浓度2013-7-22要改变半导体材料的电导率电子迁移率作

业

1.教科书P65-3.1

2.教科书P66-3.7(注：氧化层厚度改为0.1微米）3.教科书P66-3.8

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