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多晶硅电阻是一种精密电阻,以及多晶硅电阻有什么特点和优势

来源:万利隆电子 人气:发布时间:2020-03-25
多硅电阻广泛应用于双极电路中的精密电阻,如ECL门、低偏置电压放大器、模数转换器(a /D)、经典数模转换器(D/ a)的阶梯电路、SRAM负载元件、模拟和混合信号电路以及只读存储器(rom)。植入的聚硅薄膜被用来实现氧化隔离薄膜电阻,范围从几十欧姆到兆欧姆。这些电阻是用CMOS、双极和BiCMOS技术在栅极、发射极和基极接触的形成过程中制造的。薄片电阻是通过改变注入剂量来控制的。某些应用程序,如高密度存储器,需要一个薄层电阻的数万GΩ/平方范围内。这可以通过未掺杂或轻度掺杂的薄膜来实现。然而,控制轻掺杂的多硅电阻的值并不简单,因为它对掺杂浓度非常敏感。
 
多晶硅电阻
 
多晶硅电阻的设计应考虑电阻的温度系数(TCR)、电压非线性以及同电阻的均匀性和匹配性。与单晶硅电阻相比,多硅电阻对温度和偏置的灵敏度较低。多晶硅电阻中的TCR可以是正的,也可以是负的,这取决于薄膜中主要的传导机制。在大晶粒、晶化、非晶硅中占主导地位的粒内传导与正的TCR有关,而晶粒间传导由晶界势垒上的热离子发射控制,因此与负的TCR有关。TCR值的补偿可以通过不同传导机制的叠加来实现,例如在随后进行砷离子注入的掺杂磷的多硅薄膜中就可以实现。
 
通过激光或电微调可以精确地控制聚硅电阻的值,从而导致薄膜电阻率的不可逆降低。激光切边是非常精确的,但由于明显的局部加热而造成严重的损坏。这就妨碍了它在包装后的应用。电子修整是一种无损伤的技术,它包括应用重复的、低占空比的电流脉冲,这些脉冲低于开路故障限制,但高于阈值。在这种电流密度下,由于焦耳热耗散,在晶界处发生局部熔化,使得原子重新排序,消除了大量的散射中心。这导致了有效载流子移动性的显著增加。虽然这种机制导致了多晶硅电阻值的50%的不可逆降低,但由于晶界熔体中液相掺杂物的偏析,也会发生可逆的变化。后加工微调是用来补偿工艺引起的变化,在最后的价值多硅电阻。
多晶硅电阻
氢钝化会导致聚硅薄膜电阻率的崩溃,应该避免。这是由于钠在表面的积累和导电电子通道的形成。在最坏的情况下,高电阻率可以通过氢等离子体中样品的缓慢冷却来恢复。多硅电阻受到低频率(闪烁)噪声的影响,这是由于迁移率和晶界电位的波动造成的。噪声值在高电阻窄条纹薄膜中尤其显著,特别是在掺杂硼的情况下,因为在多晶硅/二氧化硅界面或氧化物中存在正的氧化物电荷。
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