[发明专利]扩散集成电阻器

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体结构，尤其涉及包括扩散集成电阻器的结构和这种结 构在放大电路中的应用。

背景技术

图1示例了电子放大电路1，通常称为“电流检测放大器”，它能够测量流过 线路中的电流。放大电路1包括两个输入2和3和一个输出O。第一输入2与电 阻器R₁的第一接线端相连接。电阻器R₁的第二接线端与运算放大器(OA)4的 正极输入相连接。第二输入3与电阻器R₂的第一接线端相连接。电阻器R₂的第 二接线端与运算放大器4的负极接线端相连接。运算放大器4的正极输入还与 NPN晶体管5的集电极相连接，NPN晶体管5的基极与运算放大器4的输出相 连接。晶体管5的发射极与放大增益为K的元件7相连接，元件7的第二接线端 经由电阻器R_L接地，并经由具有高输入阻抗(B)的放大器9与放大电路1的输 出O相连接。在输入接线端2和3之间获得的放大电路1的差分输入电压称为 V_RS，从输出O得到的放大电路的输出电压称为V_O。输入接线端2和3相对于接 地的平均电压称为共模电压V_CM。电阻器R_S安装在放大电路1的外部，位于输入 接线端2和3之间。电阻器R_S安装在线路(未示出)上，希望测量它的电流。

在已知方式中，在电阻器R₁和R₂相等的情况下，图1中示例的放大电路1 的增益G等于：

G=VOVRS=KRLR1]]>

由于设定了放电电路1的增益，因此电阻R₁、R₂和R_L的值和这些电阻之间 的比值必须非常精确。

在这里考虑了电阻器R₁、R₂和R_L是扩散集成电阻器的情况。这种电阻器具 有的优势是能用低成本形成和具有相对精确的值。

图2示例了扩散电阻器的常规实施例。在轻掺杂P型半导体衬底21上形成 轻掺杂N型半导体层23。在层23中，N型阱25通过向下延伸到衬底21的且与 参考电压例如地相连接的P型墙(wall)27分隔，以使阱25与在半导体层23中 和上面形成的其它组件隔离开。其中形成电阻器的阱25的一部分29，通过在层 23和衬底21之间的边界处的重掺杂N型掩埋层31垂直分隔，并通过连接掩埋 区域31的重掺杂N型墙33水平分隔。在阱25、29的上面部分中，P型掺杂区 35形成电阻器。该区域35例如是直线区域，它具有设定希望电阻值的长宽比。 两个连接接线端37和39设置在区域35的两个位置。

在该电阻器用作为图1的放大电路的电阻器R₁的情况下，接线端37与放大 电路1的输入2相连接，接线端39与电路1的内部元件相连接。

有两种常规方式的偏置阱25、29。第一种包括使阱25、29偏置到电压V₁(如 图2所示)，第二种包括使阱25、29浮置。

在第一种情况下，电压V₁施加于墙33上并因此施加于掩埋区域31上，这均 匀地偏置阱25、29。电压V₁必须大于施加于电阻器的最大电压以避免使P型区 域35和N型阱25、29之间的PN结正向偏置。