[發明專利]電阻分壓器電路中使用的可調電阻器及其制造方法

有效

• 申請號: 200780014270.6
• 申請日: 2007-04-19
• 公開（公告）號: CN101427346A
• 公開（公告）日: 2009-05-06
• 發明（設計）人: 安迪·C·尼古瓦
• 申請（專利權）人: NXP股份有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L27/08;H01C10/00;H01L27/10
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 朱進桂

技術領域

本發明總體上涉及電阻分壓器電路及其制造方法。

背景技術

具有非線性傳輸特性的數字-模擬轉換器通常用于TFT(薄膜晶體管)LCD顯示器的源(或列)IC驅動器，所述顯示器用于計算機監視器、LCD電視機、移動電話等等。典型的顯示模塊示意性地示于圖1的附圖中，并且包括夾在兩個玻璃板102a和102b之間的液晶(LC)單元100。顯示驅動器IC，即源或列驅動器106和柵或行驅動器108，安裝在下玻璃板(或“有源板”)102a上。濾色器104設于上玻璃板102b處，并且整個設置夾在一對偏光器109a、b之間。顯示模塊安裝在光導110和背光112上。上面所述且圖1的附圖所示的配置可以建立在例如小的便攜式設備中，例如蜂窩電話和個人數字助理(PDA)。

示意性電路圖示出電阻分壓數字-模擬轉換器(DAC)的總體配置，包括連接在電壓源V0-V255之間的一系列電阻器R1、R2...RN，電壓抽頭V1、V2...設于每個電阻器之間。TFT顯示器的源(或列)驅動器中的數字-模擬轉換器需要單調的傳輸特性，即非線性的傳輸特性。因此，所述系列中的電阻器不相等。此外，隨著顏色深度的不斷增加，對于(紅、綠和藍各原色的)每個子像素，存在6、8甚至10或者更多比特的代碼，每個都需要各自的電壓抽頭。因此，對于精確度的需要不斷增加，而這不能與IC面積折衷。

參考圖3，其示出了根據現有技術的用于源顯示驅動器中的多晶硅電阻器系列的典型實現布局。通常，氮化硅層和氧化硅層沉積在多晶硅體10上，并且通過光刻技術使這些層形成圖案，以暴露將被硅化的IC部分，而不硅化的體部分仍然由這些層覆蓋。然后沉積鈦層并進行加熱，以便它與被暴露的硅反應，從而只在沒有被氮化硅和氧化硅層覆蓋的部分中形成硅化物。隨后除去(在由上述層覆蓋的部分中)未與硅反應的鈦。硅化的部分對于通過金屬接觸(以形成電壓抽頭)與硅層電接觸具有低電阻，而未硅化的部分具有相對較低的電導率并且主要確定每個電阻器R的電阻值。氮化硅的構圖層和氧化硅的構圖層形成了所謂的硅化保護掩模，也稱為SIPROT掩模S。

關于圖3的布局遇到的主要問題是對于系列中的每個電阻器R，主電流I將經過具有沒有被良好控制的寄生電阻的兩個界面。另外參考圖4，界面被限定在SIPROT掩模S與多晶硅掩模相交的每個點處。圖4中示出，由于多晶硅和硅化多晶硅之間的界面，建立了小的區域12，在這里晶體結構中的缺陷影響了電阻體(即高歐姆部分)14和硅化物16(即電阻頭的低歐姆部分)之間的界面上的電性能。

僅在對于精確度的要求不十分高，并且電阻器R的寬度可以被定制，以便頭部寄生電阻(接觸，硅化多晶硅16和與電阻體14的界面)相對于設計的電阻值可以忽略的情況下，圖3所示的布局才可以接受地工作。圖3所示的多晶硅電阻值為：

R＝((a+b)/W_有效)x(R_多晶硅)+2x(R_界面)/W_有效+(L/W_有效x(R_{未硅化多晶硅})

并且，在典型的示例性實施例中，對于9微米/30微米x145歐姆＝43.5歐姆(其中L＝9微米，W_有效＝30微米，R_界面＝100微米，(R_{未硅化多晶硅}＝145歐姆)的體電阻來說，界面可以構成例如2x100歐姆微米/30微米＝6.67歐姆。因此，很顯然，使用具有硅化多晶硅的先進處理，頭部16和體14之間的界面電阻起了重要的作用，并且該處理參數無法嚴格控制。由處理變化造成的誤差將限制反過來在顯示器的質量中可被觀測到的傳輸特性的精確度。

圖5中示意性地示出了用于提高精確度的另一電阻器的典型設置。在該配置中，寬多晶硅接觸焊盤(pad)18(具有與金屬的接觸19的黑框代表)設于相對較窄的從水平電阻體14延伸的多晶硅抽頭20上。該布局是眾所周知的，并且廣泛地應用于構造高精確度DAC，?主要利用兩個相鄰抽頭20之間的恒定電壓差。因為界面(還是SIPROT掩膜S與多晶硅掩膜的交叉)出現在抽頭20處，即使在主電流通路中，產生的寄生電阻也不會構成體電阻，因此分壓器準確。然而，每個抽頭20處的該寄生電阻仍然對性能具有未必能預測到的不利影響。在一個示例性實施例中，界面電阻可能是2(即2個頭部)x100歐姆微米/0.5微米＝400歐姆。200歐姆的最大寄生電阻以及一些放大器輸入電容可能導致RC時間恒定，這造成高速系統中的一些定時問題。

發明內容