Разработка топологического чертежа интегральной микросхемы

Описание интегральной микросхемы (ИМС). Маршрут изготовления ИМС методом планарно-эпитаксиальной технологии. Расчет интегральных компонентов транзисторов и резисторов. Конструкция соединений и контактных площадок. Построение топологического чертежа ИМС.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 10.05.2013
Размер файла 1,1 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Файл не выбран
РћР±Р·РѕСЂ

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

Описание схемы

Технология изготовления ИМС

Расчет интегральных компонентов

Соединения и контактные площадки

Построение топологического чертежа

Выводы

Список использованной литературы

Введение

Роль электроники в современной науке и технике трудно переоценить. Она справедливо считается катализатором научно-технического прогресса. Развитие микроэлектроники и широкое применение ее изделий в промышленном производстве, в устройствах и системах управления самыми разнообразными объектами и процессами является в настоящее время одним из основных направлений научно-технического прогресса. Без электроники немыслимы ни успехи в освоении космоса и океанских глубин, ни развитие атомной энергетики и вычислительной техники, ни автоматизация производства, ни радиовещание и телевидение, ни изучение живых организмов. Даже повседневно применяемые современные бытовые приборы нельзя представить без применения электроники. Микроэлектроника, как очередной исторически обусловленный этап развития электроники и одно из её основных направлений, обеспечивает принципиально новые пути решения назревших задач во всех перечисленных областях.

Использование микроэлектронных средств в изделиях производственного и культурно-бытового назначения не только приводит к повышению технико-экономических показателей изделий (стоимости, надежности, потребляемой мощности, габаритных размеров) и позволяет многократно сократить сроки разработки и отодвинуть сроки “морального старения” изделий, но и придает им принципиально новые потребительские качества (расширенные функциональные возможности, модифицируемость, адаптивность и т.д.).

В основе развития электроники лежит непрерывное усложнение функций, выполняемых электронной аппаратурой. На определенных этапах становится невозможным решать новые задачи старыми средствами. И поэтому в микроэлектронике на смену устаревшим технологиям должны приходить новые, более продуктивные технологии. Основными факторами, лежащими в основе смены технологий производства микроэлектронной техники, являются: надежность, габариты и масса, стоимость и мощность, технологичность

В современной электронике надежность работы полупроводникового прибора в аппаратуре является одним из важнейших показателей и определяется прежде всего количеством паяных соединений. Поэтому интегральные схемы, у которых межсоединения элементов осуществляются путем металлизации, обладают заведомо повышенной надежностью по сравнению с дискретными схемами, выполняющими ту же функцию. И по мере увеличения степени интеграции этот выигрыш возрастает. Степень интеграции характеризует функциональную сложность интегральной схемы и представляет собой количество элементов (чаще всего транзисторов) на кристалле. Повышение степени интеграции (а вместе с нею и сложности функций, выполняемых интегральной схемой) - одна из главных тенденций в микроэлектронике. От степени интеграции в большой мере зависят масса и габариты интегральной схемы. Выигрыш у дискретных элементов по этим параметрам в настоящее время может достигать десятков тысяч раз.

Рядом с надежностью интегральной схемы стоит такой фактор как стоимость. Все элементы интегральной схемы изготавливаются в едином технологическом цикле, поэтому количество технологических операций по их изготовлению не намного превышает количество операций по изготовлению отдельного транзистора. Отсюда видно, что стоимость интегральной схемы будет гораздо меньше стоимости аналогичного устройства на дискретных элементах.

Хотелось бы также отметить, что быстродействие микроэлектронных приборов гораздо выше чем аналогичных им приборов собранных на дискретных компонентах. Это связано с тем, что интегральная схема имеет меньшие размеры, то есть меньшие расстояния между элементами, поэтому она имеет меньшие паразитные параметры (емкость, индуктивность), что сильно сказывается на быстродействии прибора.

Электронная аппаратура четвертого поколения строится на основе интегральных микросхем среднего и большого уровня интеграции. В такой аппаратуре применяют интегральные схемы как широкого применения, выпускаемые в большом количестве специализированными предприятиями и предназначенные для использования в самой разнообразной электронно-вычислительной аппаратуре, так и частного применения, выпускаемые малыми сериями заводами-изготовителями электронно-вычислительной аппаратуры и предназначенные для использования в конкретных разработках.

Описание схемы

1. Номиналы пассивных элементов:

R1 = 1 кОм

R2 = 100 Ом

R3 = 15 кОм

R4 = 1 кОм

R5 = 100 Ом

R6 = R11 = 4.7 кОм

R7 = 1.5 кОм

R8 = 1 кОм

R9 = 15 кОм

2. Т1, Т2, Т3, Т4, Т5 - n-p-n транзисторы ИС; Т6 - p-n-p транзистор ИС;

3. с=200 Ом/кВ

4. Напряжение питания 15В

5. Технология планарно-эпитаксиальная.

6. Изоляция p-n переходом.

Вывод 6 - питание; вывод 1 - земля.

Технология изготовления ИМС

Любые элементы полупроводниковых ИМС можно создать на основе максимум трех p-n-переходов и четырех слоев двух типов электропроводности (электронной и дырочной). Изоляция элементов часто осуществляется с помощью обратно смещенного p-n- перехода. Принцип этого способа изоляции заключается в том, что подачей большого отрицательного потенциала на p-подложку получают обратно смещенный p-n-переход на границе коллекторных областей и p-подложки. Сопротивление обратно смещенного p-n- перехода большое и достигает МОм, поэтому получается хорошая изоляция элементов друг от друга.

При высоких температурах и на ВЧ эффективность данного типа изоляции может ухудшаться вследствие увеличения паразитных емкостей и токов утечки.

Технология производства полупроводниковых ИМС представляет собой сложный процесс, включающий десятки операций, и описать его полностью в кратком методическом пособии и курсовой работе невозможно.

Поэтому мы рассмотрим сокращенный маршрут изготовления ИМС с изоляцией элементов и обратно смещенными p-n-переходами методом планарно-эпитаксиальной технологии. Операция изоляции элементов осуществляется групповым методом, сочетается с технологией изготовления ИМС в целом и реализуется методом разделительной (изолирующей) диффузии на всю глубину эпитаксиального слоя. Эта технология позволяет получать необходимую степень легирования коллектора и подложки независимо друг от друга. При выборе высокоомной подложки и не очень высокоомного эпитаксиального слоя (коллектора) можно обеспечить оптимальные емкости перехода коллектор-база и его напряжение пробоя. Наличие эпитаксиального слоя позволяет точно регулировать толщину и сопротивление коллектора, которое, однако, остается достаточно высоким (70-100 Ом). Снижение сопротивления коллектора достигается созданием высоколегированного скрытого n+-слоя путем диффузии в p-подложку примеси n-типа перед наращиванием эпитаксиального слоя. Этот слой обеспечивает низкоомный путь току от активной коллекторной зоны к коллекторному контакту без снижения пробивного напряжения перехода коллектор-база.

Последовательность операций планарно-эпитаксиальной технологии производства биполярных полупроводниковых ИМС с изоляцией элементов p-n- переходами:

1) Механическая обработка поверхности рабочей стороны кремниевой пластины p-типа до 14-го класса чистоты и травление в парах HCl для удаления нарушенного слоя. Сначала пластины Si шлифуют до заданной толщины, затем полируют, подвергают травлению и промывают.

2) Окисление для создания защитной маски при диффузии примеси n-типа. На поверхности кремния выращивается плотная пленка двуокиси кремния (SiO2), которая имеет близкие к кремнию коэффициент теплового расширения, что позволяет использовать ее как маску при диффузии. Наиболее технологичным методом получения пленок SiO2 является термическое окисление поверхности кремния. В качестве окисляющей среды используется сухой или увлажняющий кислород либо пары воды. Температура рабочей зоны при окислении 1100-1300С. Окисление проводится методом открытой трубы в потоке окислителя. В сухом кислороде выращивается наиболее совершенный по структуре окисный слой, но процесс окисления при этом проходит медленно (при Т=1200С, толщина слоя SiO2 составляет 0,1 мкм). На практике целесообразно проводить окисление в три стадии: в сухом кислороде, влажном кислороде и снова в сухом. Для стабилизации свойств защитных окисных слоев в процессе окисления в среду влажного кислорода или паров воды добавляют борную кислоту, двуокись титана и др.

3) Фотолитография для вскрытия окон в окисле и проведение локальной диффузии в местах формирования скрытых слоев (рис. 3). Фотолитография это создание на поверхности подложки защитной маски малых размеров практически любой сложности, используемой в дальнейшем для проведения диффузии, эпитаксии и других процессов. Образуется она с помощью специального слоя, который называется фоторезист - материал, который меняет свою структуру под действием света. По способности изменять свойства при облучении фоторезисты бывают негативные и позитивные.

Фоторезист должен быть чувствительным к облучению, иметь высокую разрешающую способность и кислотостойкость.

На окисленную поверхность кремния с толщиной окисла 3000-6000 Г наносят слой фоторезиста с помощью центрифуги. Фоторезист сушат сначала при комнатной, затем при температуре 100-150 С.

Подложку совмещают с фотошаблоном и освещают. Засвеченный фоторезист проявляют, а затем промывают в деионизированной воде. Оставшийся фоторезист задубливают при комнатной температуре и температуре 200С в течении одного часа, после чего окисленная поверхность кремния открывается в местах, соответствующих рисунку фотошаблона.

4) Диффузия для создания скрытого n+ слоя (рис. 4). Локальная диффузия является одной из основных технологических операций при создании полупроводниковых ИМС. Процесс диффузии определяет концентрационный профиль интегральной структуры и основные параметры компонентов ИМС. Диффузия в полупроводниковых кристаллах представляет собой направленное перемещение примесных атомов в сторону убывания их концентрации. При заданной температуре скорость диффузии определяется коэффициентом диффузии, который равен числу атомов, проходящих через поперечное сечение в 1 см2 за 1 с при градиенте концентрации 1 см-4. В качестве легирующих примесей в кремнии используется в основном бор и фосфор, причем бор создает примеси акцепторного типа, а фосфор-донорного. Для бора и фосфора энергия активации соответственно равна 3,7 и 4,4 эВ.

В производстве ИМС реализуют два типа диффузии. Диффузия из неограниченного источника представляет собой первый этап диффузии, в результате которого в полупроводник вводится определенное количество примеси. Этот процесс называют загонкой примеси.

Для создания заданного распределения примеси в глубине и на поверхности полупроводника проводится второй этап диффузии из ограниченного источника. Этот процесс называется разгонкой примеси.

5) Снятие окисла и подготовка поверхности перед процессом эпитаксии (рис. 5).

6) Формирование эпитаксиальной структуры (рис. 6). Эпитаксия представляет собой процесс роста монокристалла на ориентирующей подложке. Эпитаксиальный слой продолжает кристаллическую решетку подложки. Толщина его может быть от монослоя до нескольких десятков микрон. Эпитаксиальный слой кремния можно вырастить на самом кремнии. Этот процесс называется авто- или гомоэпитаксия. В отличии от автоэпитаксии процесс выращивания монокристаллических слоев на подложках, отличающихся по химическому составу, называется гетероэпитаксией.

Эпитаксиальный процесс позволяет получать слои полупроводника, однородные по концентрации примесей и с различным типом проводимости (как электронным, так и дырочным). Концентрация примесей в слое может быть выше и ниже, чем в подложке, что обеспечивает возможность получения высокоомных слоев на низкоомной подложке. В производстве эпитаксиальные слои получают за счет реакции на поверхности подложки паров кремниевых соединений с использованием реакций восстановления SiCl4, SiBr4. В реакционной камере на поверхности подложки в температурном диапазоне 1150-1270С протекает реакция

SiCl4+2H2=Si+4HCl,

в результате которой чистый кремний в виде твердого осадка достраивает решетку подложки, а летучее соединение удаляется из камеры.

Процесс эпитаксиального наращивания проводится в специальных установках, рабочим объемом в которых является кварцевая труба, а в качестве газа-носителя используется водород и азот.

Толщина эпитаксиального слоя n-типа составляет 10-15 мкм с удельным сопротивлением 0,1-10 Ом*см. В эпитаксиальном слое формируются коллекторы транзисторов и карманы резисторов.

7) Окисление поверхности эпитаксиального слоя для создания защитной маски при разделительной диффузии (рис. 7).

8) Фотолитография для вскрытия окон под разделительную диффузию (рис. 8).

9) Проведение разделительной диффузии и создание изолированных карманов (рис. 9).

Разделительная диффузия проводится в две стадии: первая (загонка)- при температуре 1100-1150С, вторая (разгонка)- при температуре 1200-1250С. В качестве диффузанта используется бор. Разделительная диффузия осуществляется на всю глубину эпитаксиального слоя; при этом в подложке кремния формируются отдельные области полупроводника, разделенные p-n-переходами. В каждой изолированной области в результате последующих процессов формируется интегральный элемент.

10) Окисление поверхности для проведения фотолитографии под базовую диффузию (рис. 10).

11) Фотолитография для вскрытия окон под базовую диффузию (рис. 11).

12) Формирование базового слоя диффузией примеси p-типа (рис. 12). Двухстадийная диффузия бора: первая при температуре 950-1000С, вторая при температуре1150-1200С. Базовый слой в основном используется для создания резисторов и баз транзисторов. Толщина слоя d ? 1,5-2,5 мкм, концентрация акцепторов N ? 5М1018 - 3.

13) Окисление поверхности для проведения четвертой фотолитографии (рис. 13).

14) Фотолитография для вскрытия окон под эмиттерную диффузию (рис. 12).

15) Формирование эмиттерного слоя диффузией примеси n-типа, а также последующее окисление поверхности (рис. 15).

Эмиттерная диффузия проводится в одну стадию при температуре около 1050С. Одновременно с эмиттерами формируются области под контакты коллекторов. В качестве легирующей примеси используется фосфор. Толщина слоя d ? 0,5-2,0 мкм, концентрация акцепторов N ?1021-3 Используется для создания эмиттеров транзисторов, низкоомных резисторов, подлегирования коллекторных контактов и др.

16) Пятая фотолитография для вскрытия контактных окон (рис. 16).

17) Напыление пленки алюминия (рис. 17).

Соединения элементов ИМС создаются металлизацией. На поверхность ИМС методом термического испарения в вакууме наносится слой алюминия толщиной 1 мкм.

18) Фотолитография для создания рисунка разводки и нанесение слоя защитного диэлектрика (рис. 18).

После фотолитографии металл обжигается в среде азота при температуре 500С.

Расчет интегральных компонентов

интегральный микросхема транзистор чертеж

Транзисторы типа n-p-n

Биполярный транзистор типа n-p-n является основным схемным элементом полупроводниковых ИМС. Он обладает лучшими характеристиками, чем транзистор типа p-n-p, а технология его изготовления более проста. Остальные элементы ИМС выбирают и конструируют таким образом, чтобы они совмещались со структурой транзистора типа n-p-n. Их изготовляют одновременно с транзистором типа n-p-n на основе какой-либо из его областей. Таким образом, выбор физической структуры транзистора типа n-p-n определяет основные электрические параметры остальных элементов микросхемы.

Наиболее широкое распространение получила транзисторная структура типа п-р-п со скрытым подколлекторным n+-слоем. Следует обратить внимание на то, что вывод коллектора интегрального транзистора расположен на поверхности прибора. Это увеличивает сопротивление тела коллектора и ухудшает характеристики транзистора в усилительном режиме (ухудшается частотная характеристика) и в переключающем режиме (уменьшается эффективность переключения в режиме насыщения). Увеличение степени легирования всего объема коллекторной области и уменьшение ее удельного сопротивления снижают пробивное напряжение перехода коллектор - база и увеличивают емкость этого перехода, т. е. также ухудшают характеристики транзистора. Компромиссным решением проблемы является создание скрытого высоколегированного n+-слоя на границе коллектора и подложки. Этот слой обеспечивает низкоомный путь току от активной коллекторной зоны к коллекторному контакту без снижения пробивного напряжения перехода коллектор-база. Конструктивно он располагается непосредственно под всей базовой областью и простирается вплоть до дальней от базы стороны коллекторного контакта. Толщина слоя составляет 2,5-10 мкм, удельное поверхностное сопротивление ps=10-30 Ом/кв.

Рисунок 1 - Конструкция интегрального транзистора типа n+-p-n

Рабочая зона транзистора начинается непосредственно под эмиттерной зоной, и для обеспечения требуемого коллекторного тока при минимальном последовательном падении напряжения коллекторный контакт располагают как можно ближе к эмиттерному. Минимальные горизонтальные размеры прибора определяются двумя основными технологическими факторами: минимально достижимыми при фотолитографии размерами окон в окисле кремния и зазоров между окнами, а также размером боковой диффузии под окисел. Поэтому при проектировании транзистора следует учитывать, что расстояние между базовой областью и коллекторным контактом должно быть значительно больше суммы размеров боковой диффузии р-базы и n+-области под коллекторным контактом. Назначение этой n+-области состоит в обеспечении надежного формирования невыпрямляющего контакта алюминия к слаболегированной n-области коллектора, поскольку алюминий является акцепторной примесью в кремнии с растворимостью порядка 1018 атомов/см3 при температуре формирования контакта. Уровень же легирования эпитаксиального n-слоя, составляющего тело коллектора, равен 1015-1016 атомов/см3. Как отмечалось, он диктуется необходимостью увеличения напряжения пробоя перехода коллектор-база.

Расстояния между изолирующей р-областью и элементами транзистора определяются также размером боковой диффузии. Они должны быть примерно равны толщине эпитаксиального слоя.

При больших токах существенную роль играет эффект вытеснения тока эмиттера, который объясняется достаточно просто. Напряжение в любой точке эмиттерного перехода представляет собой разность внешнего напряжения и падения напряжения в объеме базы, т. е. напряжение в центральной части эмиттера меньше напряжения у его краев, и внешние области эмиттера работают при больших плотностях тока по сравнению с внутренними. Повышенная плотность тока у краев эмиттера приводит к повышенным рекомбинационным потерям носителей заряда в этих областях и к уменьшению коэффициента усиления транзистора В. Конструкция мощных транзисторов должна обеспечивать максимальное отношение периметра эмиттера к его площади. Например, целесообразно использовать узкие эмиттеры с большим периметром.

Расчет транзисторов сложен и трудоемок, без применения ЭВМ практически невыполним, точность его невысока. Поэтому на предприятиях, выпускающих ИМС, формируют банк данных интегральных транзисторов. Допускается использование уже готовых активных компонентов, разработанных для других микросхем, если эти компоненты соответствуют электрическим требованиям и спроектированы для того технологического процесса, что и проектируемая полупроводниковая ИМС.

Выбор геометрических размеров транзистора, количество эмиттеров, базовых и коллекторных контактов и их форма определяются требованиями к параметрам. При выборе геометрии транзистора необходимо учитывать как электрические характеристики разрабатываемого прибора, так и характеристики технологического процесса, допуск на геометрические размеры.

Интегральные резисторы

Резисторы ИМС формируют в любом из диффузионных слоев транзисторной структуры (эмиттерная и базовая области), в эпитаксиальном слое (коллекторная область) с помощью ионного легирования.

Диффузионные резисторы (ДР) изготовляют одновременно с базовой или эмиттерной областью (рис. 20, 21, 22). Сопротивление ДР представляет собой объемное сопротивление участка диффузионного слоя, ограниченного р-n-переходом. Оно определяется геометрическими размерами резистивной области и распределением примеси по глубине диффузионного слоя, которое, в свою очередь, характеризуется удельным поверхностным сопротивлением рs. Значение рs является конструктивным параметром резистора, зависящим от технологических факторов (режима диффузии). При создании ИМС параметры диффузионных слоев оптимизируют с целью получения наилучших характеристик транзисторов типа n-p-n, поэтому параметры ДР улучшают не варьированием технологических режимов, а выбором конфигурации и геометрических размеров резистора. Конфигурации диффузионных резисторов даны на рис. 23. Низкоомные (десятки Ом) резисторы имеют малое отношение l/b. Форму и размеры контактов к ним выбирают такими, чтобы сопротивление приконтактных областей было значительно меньше сопротивления основной области резистора. Резисторы с сопротивлением от сотен Ом до единиц килоОм в плане имеют вид, изображенный на рис. 23, б, в. Здесь длина и ширина приконтактной области равны ширине резистора. Топологию, показанную на рис. 23, г, д, используют для создания высокоомных резисторов (до 20 кОм). Эти резисторы имеют сравнительно малую ширину, размеры приконтактных областей определяются возможностями технологии создания надежного контакта проводящих алюминиевых полосок с полупроводниковым материалом. Еще более высокоомные резисторы (до 60 кОм) имеют форму меандра (рис. 23, е) или изготовляются в донной части базовой области (пинч-резисторы, рис. 23, ж). Длина однополоскового диффузионного резистора не может превышать размеров активной области кристалла (1-5 мм), ширина ограничена минимальной шириной окна под диффузию, определяемой возможностями фотолитографии (2,5-3 мкм), и боковой диффузией (уход примеси под окисел равен примерно глубине диффузионного р-n-перехода). Типичные значения сопротивления диффузионных резисторов, которые можно получить при данном значении рs, лежат в диапазоне 4рs<R<104рs. Нижний предел ограничивается сопротивлениями приконтактных областей, верхний - допустимой площадью, отводимой под резистор.

Рисунок 2 - Конструкция диффузионного резистора на основе базовой области

Рисунок 3 - Поперечный разрез структуры диффузионного резистора на основе базовой области

Максимальное сопротивление ДР на основе базовой области приблизительно равно 60 кОм, если площадь, отведенная под резистор, не очень велика (не более 15% от площади кристалла). Воспроизводимость номинальных значений сопротивления обычно составляет 15-20% и зависит от ширины резистора. Отклонения от номиналов сопротивлений резисторов, расположенных на одном кристалле, за счет неточностей технологии имеют один и тот же знак, поэтому отношение сопротивлений сохраняется с высокий точностью. Аналогично, температурный коэффициент отношения сопротивлений мал по сравнению с ТКR для отдельного резистора [(1,5-3)10-4 1/°С]. Эту особенность диффузионных резисторов учитывают при разработке полупроводниковых ИМС.

Рисунок 4 - Конструкция диффузионного резистора на основе эмиттерной области

Рисунок 5 - Конфигурации диффузионных резисторов

На основе эмиттерной области формируются резисторы небольших номиналов [3-100 Ом с ТКR= (1-2)10-4 1/°С], поскольку значение рs эмиттерного слоя невелико.

Для расчетов геометрических размеров резистора прежде всего выбирают минимальную ширину резистора . Минимальная ширина рассчитывается, исходя из заданной мощности, допустимой мощности рассеяния и поверхностного сопротивления по формуле:

(1)

Длина резистора рассчитывается по формуле:

, (2)

где к - коэффициент формы контактов.

Для нелинейных резисторов:

, (3)

где n - количество изгибов резистора на 90 градусов, - суммарная длина линейных участков.

Соединения и контактные площадки

Соединения

Элементы ИМС электрически соединены между собой с помощью алюминиевой разводки толщиной до 0,8 мкм. Когда в однослойной разводке не удается избежать пересечений, применяют диффузионные перемычки. Речь идет об изоляции двух взаимно перпендикулярных проводников, первый из которых размещен поверх защитного окисла, второй "подныривает" под него в виде участка n+-слоя. Этот участок имеет заметное сопротивление (3-5 Ом), вносит дополнительную паразитную емкость и занимает сравнительно большую площадь (для него требуется отдельная изолированная область), поэтому диффузионной перемычкой пользуются в исключительных случаях. Диффузионные перемычки не применяют в цепях питания, в которых протекают достаточно большие токи.

Рисунок 6 - Конструкция диффузионной перемычки

Контактные площадки

Контактные площадки (КП), располагаемые обычно по периферии полупроводникового кристалла служат для создания соединений полупроводниковой схемы с выводами корпуса с помощью золотых или алюминиевых проволочек методом термокомпрессии. Для КП используют тот же материал что и для создания разводки (чаще всего алюминий); КП формируют одновременно с созданием разводки. Для предотвращения замыканий КП на подложку в случае нарушения целостности окисла при термокомпрессии под каждой КП формируют изолированную область (за исключением КП, соединенных с проводниками имеющими контакт с подложкой). Конструкция КП приведена на рис. 7.

Рисунок 7 - Конструкция соединений (а) и контактной площадки (б) ИМС.

Минимально допустимые размеры, мкм

Ширина линии скрайбирования слоя 60

Расстояние от центра скрайбирующей полосы до края слоя металлизации или до края диффузионной области 50 - 100

Размер контактных площадок для термокомпрессионной приварки проводников, d1 100 x 100

Расстояние между контактными площадками, d2 70

Размер контактных площадок тестовых элементов рабочей схемы 50Х50

Ширина проводника d3:

при длине <50 мкм 4

при длине >50 мкм 5

Расстояние между проводниками d4

при длине < 50 мкм 3

при длине >50 мкм 4

Ширина области разделительной диффузии d5 4

Расстояние от базы до области разделительной диффузии d6 10

Расстояние между краем области подлегирования коллекторного контакта и краем разделительной области d7 10

Расстояние между краем разделительной области и краем скрытого n+-слоя, d8 10

Расстояние между краем контактного окна в окисле к коллектору и краем базы, d9 7

Расстояние между краем контактного окна в окисле к базе и краем базы, d10 3

Расстояние между эмиттерной и базовой областями, d11 3

Расстояние между краем контактного окна в окисле к эмиттеру и краем эмиттера, d12 3

Расстояние между контактным окном к базе и эмиттером, d13 4

Расстояние между базовыми областями, сформированными в одном коллекторе 9

Расстояние между эмиттерными областями, сформированными в одной базе 6

Расстояние между контактным окном к коллектору и областью разделительной диффузии, d14 10

Размеры контактного окна к базе, d15 4 х 6

Размеры контактного окна к эмиттеру, d16 4 х 4 или 3х5

Ширина области подлегирования n+-слоя в коллекторе, d17 8

Ширина контактного окна к коллектору, d18 4

Ширина резистора, d19 5

Размеры окна вскрытия в окисле 2,5 x 2,5

Перекрытие металлизацией контактных окон в окисле к элементам ИМС, d20 2

Расстояние от края контактного окна к разделительным областям для подачи смещения до края области разделения, d21 6

Расстояние от края контактного окна к изолированным областям n-типа для подачи смещения до края области разделения, d22 6

Ширина диффузионной перемычки 3

Размер окна в пассивирующем окисле, d23 100 х 100

Расстояние от края окна в пассивации до края контактной площадки, d24 6

Расстояние между соседними резисторами, d25 7

Расстояние между диффузионными и ионно-легированными резисторами 4

Расстояние между контактной площадкой и проводящей дорожкой, d26 20

Ширина скрытого n+-слоя 4

Расстояние между контактными площадками тестовых элементов 40

Построение топологического чертежа

Выводы

В данной работе был разработан топологический чертеж интегральной микросхемы. Размеры диффузионных резисторов, используемых в схеме, были рассчитаны исходя из заданных: номинала резистора, поверхностного сопротивления и мощности.

При разработке чертежа возникали трудности, связанные с пересечениями металлических проводников. Их удалось избежать благодаря интеграции резисторов.

Список использованной литературы

1. Конструирование и технология микросхем. Курсовое проектирование. Под ред. Л. А. Коледова. - М.: Высшая школа, 1984,. 231с., ил.

2. Степаненко И. П. Основы микроэлектроники: Учебное пособие для вузов. - М.: Сов. радио, 1980. - 424 с.

3. Пономарев М. Ф. Конструкции и расчет микросхем и микроэлементов ЭВА: Учебник для вузов. - М.: Радио и связь, 1982. - 288 с.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Разработка усилителя слабых сигналов в виде интегральной микросхемы (ИМС) в корпусе. Выбор технологии изготовления. Расчет геометрических размеров и топологии элементов интегральной микросхемы. Выбор навесных компонентов, типоразмера платы и корпуса.

    курсовая работа [381,0 K], добавлен 29.10.2013

  • Использование параметрических феррорезонансных стабилизаторов напряжения. Конструктивно-технологическое исполнение интегральной микросхемы. Расчет интегрального транзистора и его характеристики. Разработка технических требований и топологии микросхемы.

    курсовая работа [140,6 K], добавлен 15.07.2012

  • Разработка конструкции, топологии и технологического процесса интегральной микросхемы по заданной электрической схеме. Топологический расчет транзистора и полупроводникового кристалла. Расчет геометрических размеров резисторов и конденсаторов.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 18.02.2010

  • Маршрут изготовления биполярных интегральных микросхем. Разработка интегральной микросхемы методом вертикального анизотропного травления с изоляцией диэлектриком и воздушной прослойкой. Комплекс химической обработки "Кубок", устройство и принцип работы.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 18.04.2016

  • Анализ исходных данных и выбор конструкции. Разработка коммутационной схемы. Расчет параметров элементов. Тепловой расчет микросхемы в корпусе. Расчет паразитных емкостей и параметров надежности микросхемы. Разработка технологии изготовления микросхем.

    курсовая работа [150,4 K], добавлен 12.06.2010

  • Электрические параметры интегральной микросхемы (ИМС). Расчет параметров модели полевого транзистора с управляющим p-n-переходом. Моделирование схемы включения истокового повторителя. Разработка топологии и технологического маршрута изготовления ИМС.

    дипломная работа [1,9 M], добавлен 29.09.2010

  • Основные принципы построения АМ-ЧМ приемников. Анализ схемы электрической принципиальной ИМС TA2003. Разработка физической структуры кристалла, технологического маршрута изготовления и топологии интегральной микросхемы. Компоновка элементов и блоков.

    дипломная работа [2,0 M], добавлен 01.11.2010

  • Конструктивные и технологические ограничения, которые учитываются при разработке топологии интегральной микросхемы на биполярных транзисторах, схемотехнические параметры. Порядок расчета полупроводниковых резисторов, общие сведения об их изготовлении.

    курсовая работа [1,8 M], добавлен 26.05.2010

  • Разработка конструкции и технологии изготовления полупроводниковой микросхемы выполненной в интегральном исполнении. Обоснование выбора технологии изготовления микросхемы, на основании которого разработан технологический процесс, топология кристалла.

    курсовая работа [708,7 K], добавлен 13.07.2008

  • Топологический расчет схемы принципиальной электрической для толстопленочной гибридной интегральной микросхемы (ГИС). Конструирование, технология толстопленочных ГИС. Расчет толстопленочных резисторов и конденсаторов. Выбор корпусов для микросхем.

    курсовая работа [260,5 K], добавлен 03.02.2010

  • Технология изготовления платы фильтра. Методы формирования конфигурации проводящего, резистивного и диэлектрического слоя. Выбор установки его напыления. Расчет точности пленочных элементов микросхем и режимов изготовления тонкопленочных резисторов.

    контрольная работа [359,2 K], добавлен 25.01.2013

  • Разработка топологии изготовления бескорпусной интегральной микросборки на основе тонкопленочной технологии. Схемотехнические данные и используемые материалы. Разработка коммутационной схемы соединений. Расчет тонкопленочных элементов микросборки.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 07.08.2013

  • Особенности и основные этапы производства полупроводниковых микросхем на биполярных транзисторах. Описание этапов планарно-эпитаксиальной технологии в производстве полупроводниковых ИС. Основные сведения об элементах структур полупроводниковых ИС и БИС.

    презентация [155,5 K], добавлен 24.05.2014

  • Упрощенная модель кремниевого биполярного транзистора. Частичная схема для расчета тока при комбинации заданных входных сигналов "1110". Максимальные мощности резисторов. Разработка топологии интегральной микросхемы, рекомендуемые размеры подложек.

    контрольная работа [1,5 M], добавлен 15.01.2015

  • Технологический процесс изготовления полупроводниковой интегральной схемы ТТЛ. Расчет режимов базовой и эмиттерной диффузии, а также эпитаксии. Уточнение профиля распределения примеси в эмиттерной области. Определение точности изготовления резисторов.

    курсовая работа [2,6 M], добавлен 14.03.2014

  • Описание и анализ конструкции диффузионного резистора. Оптимизация его конструкции с учетом критерия минимальной площади. Последовательность операций планарно-эпитаксиальной технологии производства биполярных полупроводниковых интегральных микросхем.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 20.11.2013

  • Выбор резистивного материала, проводников, подложки. Расчет размеров плёночных резисторов. Выбор конструкции корпуса, навесных компонентов, оборудования. Разработка топологии платы, схемы коммутации. Технология изготовления платы и сборки микросхемы.

    курсовая работа [610,8 K], добавлен 26.11.2014

  • Конструкция интегральной микросхемы на транзисторах. Преобразование и обработка входного сигнала. Технические условия для интегральных микросхем р-канального полевого транзистора с изолированным затвором. Нанесение пленки алюминия и фотолитография.

    контрольная работа [1,8 M], добавлен 07.05.2013

  • Выбор и обоснование элементной базы, структурной и принципиальной схем, компоновки устройства. Расчет узлов и блоков, потребляемой мощности и быстродействия. Выбор интегральной микросхемы и радиоэлектронных элементов, способа изготовления печатной платы.

    дипломная работа [149,1 K], добавлен 23.10.2010

  • Основные технические показатели электронного усилителя: коэффициент усиления, входное и выходное сопротивления, диапазон усиливаемых частот, динамический диапазон, нелинейные, частотные и фазовые искажения. Разработка гибридной интегральной микросхемы.

    курсовая работа [772,0 K], добавлен 08.04.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.