Диффузионные резисторы

В полупроводниковых интегральных микросхемах биполярный транзистор является элементом с самой сложной структурой. Для его формирования необходимо провести последовательно несколько этапов диффузии примесей. Чтобы не усложнять технологию изготовления интегральной микросхемы, целесообразно для создания резисторов использовать одну из областей транзисторной структуры: эмиттер, базу или коллектор (рис. 11).

Рис. 7.11. Возможные варианты использования различных областей транзисторной структуры в качестве резистивных слоев для формирования диффузионных резисторов полупроводниковой интегральной микросхемы (а, б, в) и некоторые варианты конфигурации резистивного слоя и электродов резистора (г, д)

Для формирования диффузионных резисторов обычно используют базовую область транзисторной структуры. Без существенного увеличения площади, занимаемой диффузионным резистором, в базовой области могут быть созданы резисторы с сопротивлением до 50 кОм.

Для диффузионных резисторов диапазон номинальных значений сопротивления, как отмечалось, ограничен сверху.

При формировании интегральных микросхем вообще и микросхем с диффузионными резисторами в частности в структуре интегральной микросхемы образуются паразитные элементы, которые могут нарушить нормальную работу интегральной микросхемы. Диффузионный резистор отделен от подложки р-п-переходом, который имеет собственную барьерную емкость. Эта емкость может оказывать существенное влияние на работу схемы при высоких частотах.

Другим паразитным элементом, возникающим возле диффузионного резистора, может быть паразитный биполярный транзистор, эмиттером которого является диффузионный резистивный слой, базой - коллекторная область исходной транзисторной структуры, коллектором - подложка интегральной микросхемы (рис. 11,6). Если изолирующий р-п-переход между резистивной полоской и подложкой (эмиттерный переход паразитного транзистора) окажется смещенным в прямом направлении, то паразитный транзистор может нарушить работу интегральной микросхемы.

Несмотря на отмеченные недостатки, диффузионные резисторы широко применяют в интегральных микросхемах, так как их формирование не требует дополнительных технологических операций и не удорожает схему.