畫電阻時為何需要考慮邊緣與彎曲的地方？

woo240

小妹又來了。
0 {7 N  ]3 _3 G; h5 J' H這次我的問題是：
) D1 h0 ]7 k- Y4 x4 N3 E+ J4 Y1.當在畫電阻時會以contact來連接，以做成較大的電阻，聽說contact的邊緣與電阻也有關係，要考慮進去這是為什麼？
. h; _9 ~. N/ @' `; B+ o2.當電阻彎曲時，也會使電阻產生不確定的因素，why?(如下圖)
5 J" H/ `+ D# M2 [* O# s
* I0 e4 U4 d; a# J3.以non-silicided poly畫電阻對Body會產生較小的寄生電容(與silicided poly相較)，why?

m851055

1、一般1個contact的resistor是固定的，可參考foundary的資料，一般L=Lm+dL，W=Wm。
2、彎曲電阻的不確定性只要考慮current的流動(想像水的流動)你就知道了。
8 s6 u8 C: e, I$ K3、查capacitor的公式就知道了，C=eA/d，e表示介電常數(為2個級板)，現在substrate是silicon，所以.以non-silicided poly  
# W9 S2 b. B" U. |     畫電阻對Body會產生較小的寄生電容。

priven

1. contact hole 的 edge 很容易因曝光而產生差異，曝光不足或過量，都會有形變而造成 contact面積上的變化。再者，edge 容易有爬坡問題，其所造成阻抗變動，較難估算（此為 TFT Thin Film Process 易遇到的 issue）。但就發問同學所提問內容，應是考慮 R=Rs*L/W 的式子，在 contact hole 處所代入的 W 及 L；但這有很多人作過相關研究了喔，查一下應該有數據或公式可以直接代的喔。

. j% P* L# \1 E8 q! t& @2.同上。轉角處的電阻，印象中的數據，以方格電阻計，為一正方格的 2/3 還是 3/5 ..... 忘記了.....

3.以下純屬猜測：是因為等阻值 Layout，non-silicided poly 佔用較小面積，而 silicided poly 需佔用較大面積嗎 ？

woo240

小妹還有個問題
1.bending and edge effects是低電阻係數偏愛的
  是否說"對低阻抗而言電流擁擠與轉角的不協調是不重要的”

m851055

原帖由 woo240 於 2007-8-16 04:59 PM 發表
9 p% c& e4 p. C3 j# \小妹還有個問題
" V5 t2 e: ?7 a* S/ u1.bending and edge effects是低電阻係數偏愛的
2 N9 a4 g7 V6 `1 J3 s  是否說"對低阻抗而言電流擁擠與轉角的不協調是不重要的”

6 I9 k0 _6 W9 S- S; Z9 w" t1 g

須注意相關current density的問題......................

Oo海闊天空oO

原帖由 woo240 於 2007-8-12 08:25 PM 發表
小妹又來了。
這次我的問題是：
1.當在畫電阻時會以contact來連接，以做成較大的電阻，聽說contact的邊緣與電阻也有關係，要考慮進去這是為什麼？
2.當電阻彎曲時，也會使電阻產生不確定的因素，why?(如下圖 ...

1 U% \6 Q' ]4 q/ ~
& a( _, `1 t$ @Q1:當contact連接到下層的metal時,會有接面電阻..因此要考慮的應該是contact到metal間的電阻
+ M: x/ `. U0 |. X1 }     但因為要接contact, metal必須畫大一點..但是poly的電阻是以一口來作為計算的準則
     雖然電阻看起來是比較大,但是在L/W都一樣的情況下,poly電阻的大小都一樣大
1 g- w5 v4 g9 p; y. [     例如: L/W=1/1和L/W=1.5/1.5時,兩個電阻都一樣大
     因此第一個contact接到metal,應該要考慮的是接面電阻

! k. ~( [1 v) T& |. mQ2:在製程時,會有所謂的邊緣擴散~
     依照這樣轉角的電阻畫法,因為排列的不相同,
     所以擴散的情況也會不同.
     若是轉角擴散情況嚴重,造成上下兩條直線接在一起
# }4 M9 x# L0 |( X. f3 S6 H) S     整體的電阻值會變得無法預測..(以一般.35製程來說...實際下線的電阻値與劃出來的電阻值約會下降10%)
     因此通常在繪製電阻時,通常會採用串聯的方式..
     分別繪製相同大小阻值的電阻串聯起來~來達到想要的電阻
     這種作法,因為每一段電阻值都相同,因此可以假測變動的情況也會相同
     但是整體而言,因為一起變動,可以把電阻的變動直降到較低的情況

3 A1 D! w8 T4 R( ]     這種轉角的電阻畫法,還有另一種缺點:
     因為電子會在轉角處聚集較多的電子,因此在轉角處會較易過熱
     容易造成electromigration,也就是所謂的電子遷移..
     更簡單的來說,再轉角過熱的情況,該處的金屬容易因為過熱而斷掉或因為熱擴散造成電阻值變動
     
+ {/ c7 r2 E+ V9 g7 E* f     這兩個是轉角畫法較嚴重的問題

; F# A) i7 K& W3 p3 B8 E
7 E1 Y6 u8 A, F( N. I7 n另外是Q1.bending and edge effects是低電阻係數偏愛的
這個問題,以實際的製程來說,電阻畫的越小,在製程時造成的邊緣擴散效應較低
; R' y" I7 a& }. k$ J5 n因此電阻值畫的越小,電阻值的變動越低
* B, N- V" o. T換句話說,用較小尺寸的電阻做串聯時,電阻的變動會較低

woo240

6樓的樓主很謝謝你的回答
不過又有了一個疑問
就是在電阻應用考量時，我們在layout中是無法做出精密的電阻值，這是要考量的其中之一
) K2 U  ~' P* g但是”小的電阻值會有較大的誤差值”
這句”小的電阻值”　我可以把它解釋為以哪一層次來做電阻嗎？（well, diffusion, poly, metal）
是說以metal來畫電阻的話會比用poly來畫的誤差大嗎？
如果是的話，那為何不用well做電阻呢？

diabol

小的電阻值應該是指面積吧
$ j' a0 }: d. P" c% _# z6 p* u% p面積很小（nwell, diffusion, poly, metal）都一樣誤差大(這是指絕對值)
& m& R, D3 c7 F6 k特別是用diffusion產生的電阻  
" e6 X9 x' D2 F* @; V: `你只要知道這材料怎麼做出來…就會了解為什誤差會~這麼大~
但是相對於同一個 ic 裡的同一個材料的電阻
彼此的電阻比值誤差很小 ( 前提是有考慮好matching )

smilodon

原帖由 woo240 於 2007-8-20 10:30 PM 發表
+ ~8 O+ Y$ E' O# Q; |6樓的樓主很謝謝你的回答
6 j: G/ j6 x% ?6 ^) ]. L不過又有了一個疑問
就是在電阻應用考量時，我們在layout中是無法做出精密的電阻值，這是要考量的其中之一
" Z- J6 F( j/ N/ i# H# V但是”小的電阻值會有較大的誤差值”
6 O9 ?, a. l4 G8 U這句”小的電阻值”　我可以把它解 ...

2 T2 K: j/ M' t; O1 Q6 {& Q
小的电阻值的理解是错误的  这句话应该理解为： 为了保证电阻值的精度范围，需要W/L 的值越大越好；另外，单个电阻是很以实现精确的电阻值的（金属电阻除外），你需要保证的只是电阻的比例而已，而这是可以通过matching 来实现的