Микроэлектроника и функциональная электроника

где I – ток через резистор, А;

R – сопротивление резистора, Ом.

Измерянные значения токов несколько увеличим для учета возможных скачков входных токов схемы:

Табл. 6.1 Расчет мощностей резисторов

5.3. Последовательность расчета топологических параметров параметров полупроводниковых резисторов.

Для расчета параметров интегральных резисторов используется написанная для этих целей программа, значения рассчитанных параметров, приведенные ниже, расчитаны с ее помощью.

1. Выбираем тип резистора, исходя из его номинального сопротивления. В расчитываемой схеме все резисторы целесообразно изготовить дифузионными, сформированными в базовом р-слое.

2. Расчитываем удельное поверхностное сопротивление:

где Na0 – концентрация акцепторов у поверхности базы, см-3 ;

N – концентрация акцепторов в базе, см-3 ;

Nдк – концентрация доноров в коллекторном слое, см-3 ;

q – единичный заряд, Кл;

m - подвижность носителей заряда, см2/В·с;

W – глубина коллекторного p-n перехода, мкм;

Для расчета принимаем Na0 = 8*1018 см-3 ; Nдк = 1016 см-3 ; значения интегралов расчитываются численными методами на основе существующих зависимостей подвижности носителей от их концентрации. В результате             rS = 222,81 Ом/. Типичное значение поверхностного сопротивления базовой области - 200 Ом/, расчитанное значение показывает приемлемость использования выбранных концентраций.

3. Рассчитываем коэффициент формы резисторов и его относительную погрешность:

где DrS/rS – относительная погрешность воспроизведения удельного поверхностного сопротивления легированного слоя, которая вызвана особенностями технологического процесса, для расчета примем ее равной 0,05; ТКR – температурный коэффициент сопротивления базового слоя, он равен 0,003 1/°С.

Результаты расчета следующие:

4. Рассчитаем минимальную ширину резистора bточн, которая обеспечит заданную погрешность геометрических размеров:

где Db – погрешность ширины резистора;

Dl – погрешность длины резистора

В нашем случае

5. Определяем минимальную ширину резистора bP , которая обеспечит заданную мощность Р:

где Р0 – максимально допустимая мощность рассеяния для всех ИМС, для полупроводниковых ИМС Р0 = 4,5 Вт/мм2.

В нашем случае

6. Расчетное значение ширины резистора определяется максимальным из расчитанных значений:

bрасч = max{ bP , bточн }

Расчеты b для R1 - R4 дают значение ширины резистора меньше технологически возможной (5 мкм), поэтому для последующих расчетов принимаем bрасч = 5 мкм

7. С учетом растравливания окон в маскирующем окисле и боковой диффузии ширина резистора на фотошаблоне должна быть несколько меньше расчетной:

Dтрав – погрешность растравливания маскирующего окисла,

Dу – погрешность боковой диффузии

для расчета примем Dтрав = 0,3 ; Dу = 0,6 тогда

8. Выберем расстояние координатной сетки h для черчения равным 1 мм и масштаб чертежа 500:1, тогда расстояние координатной сетки на шаблоне

 мкм.

9. Определяем топологическую ширину резистора bтоп . За bтоп принимают значение большее или равное bпром значение, кратное расстоянию координатной сетки фотошаблона.

В нашем случае

10. Выбираем тип контактных площадок резистора. Исходя из расчитанной топологической ширины выбираем для R1 - R4 площадку, изображенную на рис.1а, для R5 – на рис. 1б.

1	2	3	4	5