Классификация конденсаторов

В полупроводниковых микросхемах возможно применение двух типов конденсаторов. Реализация первого типа основана на свойствах обратно смещенного p-n-перехода, а второго – на обычном использовании свойств какого-либо диэлектрического материала (рис. 3.4).

Основная трудность при получении конденсаторов заключается в обеспечении достаточно высоких значений удельной емкости. С этим связано существенное ограничение, затрудняющее применение обоих типов конденсаторов в полупроводниковых микросхемах. Максимальное практически достижимое значение емкости лежит в пределах 100…200 пФ с допуском ± 20%.

Рис. 3.4. Структуры конденсаторов полупроводниковых ИМС на основе переходов: эмиттер-база (а), коллектор-база (б), коллектор-подложка (в), параллельно включенных переходов эмиттер-база и коллектор-база (г), МДП-кондесатора (д)

В настоящее время широкое применение находят конденсатора на основе p-n-перехода. Наибольшее распространение этого типа конденсаторов объясняется тем же, что и распространение диффузионных резисторов, т.е. возможностью их формирования одновременно с получением диффузионных областей транзисторных структур. Для получения таких конденсаторов может использоваться емкость следующих обратносмещенных переходов: коллектор- подложка, коллектор-база, эмиттер-база.

Конденсатор с диэлектриком представляет собой обычный плоский конденсатор. Структура такого конденсатора включает нижнюю обкладку, в качестве которой используется эмиттерная область, диэлектрик (обычно диоксид кремния) и верхнюю обкладку, представляющую собой металлизированный слой соответствующих формы и размеров. Этот тип конденсаторов имеет ряд преимуществ перед диффузионными, так как их удельная емкость не зависит от приложенного напряжения. Кроме того, они обладают большей добротностью и являются неполярными, т.е. для них не имеет значения знак потенциала на любой из обкладок.