05 RESITENCIAS INTEGRADAS

Tecnología Microelectrónica

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Resistencias Integradas Sección 5

5-RESISTENCIAS INTEGRADAS
En los circuitos integrados monolíticos se obtienen las resistencias utilizando la resistividad de volumen de una de las regiones del
transistor. La técnica más corriente es usar la región difundida o implantada de tipoP del transistor bipolar.

Figura Nº 5.1 Relativo a la Resistencia Pelicular(ohms cuadrado)
Aunque también puede usarse la capa epitaxial y la región n+ del emisor. Con la tecnología MOS a veces se emplea la capa de
polisilicio. También se emplea para formar resistencias el sustrato tipo N del transistor PMOS en la fabricación del CMOS. La
técnica de deposición de una fina película es completamente distinta, y con ella se fabrican resistencias integradas.
5.1- ResistenciaPelicular
Las capas semiconductoras empleadas para formar resistencias son muy tenues, y por ello conviene introducir una magnitud llamada
Resistencia Pelicular. Si en la figura 5.1 el ancho W es igual a la longitud L tendremos un cuadro L x L de resistividad ρ, espesor t y
sección recta A = L . t. La resistencia de este cuadro en ohmio por cuadro, indicado con el símbolo Ω/ es

Rs =

ρ .L
L.t

=ρ
t

(1)

Obsérvese que RS es independiente del tamaño del cuadro. Normalmente la resistencia pelicular de las difusiones de base y de emisor
son de 200 y 5 Ω / respectivamente.
5.2- Resistencias Difundidas

Figura Nº 5.2 (a) Sección Transversal; (b) Vista Superior de una Resistencia Difundida tipo p; (c) Procedimiento para
Aumentar la Longitud de la Resistencia.
La figura 5.2(a) representa lafabricación de una resistencia difusa de base, y el valor puede calcularse por:

R=

ρ .L

t.W

= Rs.

L
W

(2)

en donde L y W son la longitud y el ancho del área difusa como se puede observar en la vista superior.
Para una resistencia de 1000 Ω cuya resistencia laminar sea de 100 Ω / cuadro:

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L
R 1000
=
=
= 10
W
Rs 100

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seentiende como 10 : 1

El valor de resistencia deseado seria proporcionado por una superficie de 0,3 x 0,03 mm.

Figura Nº 5.3 Respuesta en Frecuencia en un Resistor Difundido Integrado típico.
Como el sustrato esta a potencial más negativo, la capa N debería mantenerse al potencial más positivo del circuito. La figura 5.3
muestra una curva de respuesta en frecuencia típica del coeficiente decorriente directa h21 ganancia normalizada, de un resistor
integrado. Este tipo de resistor se vuelve inutilizable para frecuencias superiores a 10 MHz.
Tabla 1. Parámetros Típicos de Resistores Integrados Difundidos
Parámetros
Valor
Observaciones
Resistencia
25 Ω a 30 KΩ
No se hacen valores superiores a 30 KΩ
Tolerancias: absoluta
Basado en la fabricación de las mascaras
± 15 %
Tolerancias: relativas
±3%
Máximas Disipación de Potencia
5 – 6 w / mm2
Máxima Tensión de Ruptura
10 – 100 volt
Al calcular R se introducen correcciones empíricas para tener en cuenta los contactos externos.
Obsérvese que en la figura 5.2(a) la capa epitaxial de tipo N (la región de colector) sirve para aislar la resistencia tipo P de los demás
componentes del chip. La estructura de una resistencia difusa en emisor detipo n+ es similar a la difusión de base. Una difusión n+
en la base tipo P se realiza simultáneamente con la difusión para los emisores del BJT en el chip. La región de base aísla La
resistencia de los demás componentes. Puesto que la resistencia pelicular de las regiones de base y de emisor vienen fijadas por el
proceso de fabricación, las únicas variables disponibles para diseñar una resistenciason su ancho y su longitud. Raramente se
emplean anchos menores de 5 µm porque los pequeños errores en la mascara o su colocación o en la precisión de la fotolitografia
pueden suponer una variación significativa en el valor de la resistencia. Para aumentar la longitud y por tanto el valor de la resistencia
puede emplearse el método señalado en la figura 5.2(b) que no ocupa mucho lugar en el...