Интегральные резисторы

Требования к используемым в схеме резисторам вытекают из условий их применения. Кроме требований воспроизводимости номинальных величин и малого разброса сопротивлений одинаковых элементов для интегральных резисторов актуальным является требование линейности ВАХ.

С целью упрощения технологии резисторы целесообразно формировать в полупроводниковых слоях, используемых для создания транзисторов. В реальных структурах такие слои имеют слоевое сопротивление от 30 до 300 Ом/□. Слои с сопротивлением более 300 Ом/□ имеют нелинейность ВАХ несколько процентов в диапазоне рабочих напряжений. Применять такие резисторы в аналоговых блоках нецелесообразно. Резисторы со слоевым сопротивлением от 300 до                     3000 Ом/квадрат обычно формируются в поликремниевых слоях на диэлектрическом основании. Для создания высокоомных поликремниевых резисторов маршрут изготовления микросхем приходится усложнять. Резисторы необходимо защитить специальной маской при легировании других областей микросхемы. Поликремниевые пленки имеют зернистую структуру. Слоевое сопротивление поликремниевого слоя зависит не только от количества легирующей примеси, но и от размеров зерен поликремния, наличия загрязнений, режимов отжига. Слоевое сопротивление складывается из омического сопротивления легированных зерен и сопротивления границ, обусловленного наличием потенциального барьера. Легирующая примесь не вся активируется в объеме зерен. Значительная часть примесных атомов сегрегируется на границах. Поэтому легировать резисторы следует перед последней высокотемпературной операцией, а отжиг проводить только один раз. Термоциклирование при последующих операциях увеличивает отклонение сопротивления от номинального значения обычно в большую сторону. Легировать высокоомные поликремниевые резисторы целесообразнее примесью p - типа с низким коэффициентом диффузии (например, галлием). Чем меньше сопротивление поликремния, тем лучше оно воспроизводится в техпроцессе. Воспроизводимость низкоомных поликремниевых резисторов (100¸150 Ом/□) такая же, как у объемных монокристаллических ±10%. Для самых высокоомных (2¸3 кОм/□) резистов воспроизводимость состаляет - 30¸+50%. Дальнейшее повышение слоевого сопротивления поликремниевых резисторов нецелесообразно.

В редких случаях используется технология нанесения специального слоя проводящей керамики со слоевым сопротивлением 10¸20 кОм/□. Керамические резисторы также меняют сопротивление при термообработке. Поэтому их формируют в последнюю очередь в одном слое с верхним уровнем металлизации.

Контакты к резисторам создаются так же, как и к другим элементам схемы, путем дополнительного легирования приконтактных областей и создания непроникающих низкоомных омических переходов в контактных окнах. Особо отметим применение алюминия для контактов с поликремнием. Растворение поликремния в алюминиевом слое и осаждение растворенного кремния из алюминия увеличивают сопротивление поликремниевой пленки. Сопротивление контактов может составлять несколько десятков ом. Для уменьшения сопротивления контактов используются тонкие буферные слои силицидов титана, вольфрама или платины, на которые сверху наносится алюминиевая металлизация.