Резисторы (стр. 1 из 6)

Содержание

Введение …………………………………………………………………………. 4

1. Исходные данные для проектирования …………………………………....... 6

1.1. Схемотехнические параметры …….…………………………………....... 6

1.2. Конструктивно – технологические данные для проектирования .………. 6

2. Обзор литературы по теме курсового проекта ………………………….... 12

2.1. Классификация интегральных микросхем и их сравнение ………….... 12

2.2. Краткая характеристика полупроводниковых интегральных микросхем16

3. Расчёт полупроводниковых резисторов ………………………………….... 18

3.1. Общие сведения об изготовлении полупроводниковых резисторов …. 18

3.2. Порядок расчёта полупроводниковых резисторов …………………….. 22

3.3. Расчёт полупроводниковых резисторов ………………………………... 26

4. Проектирование топологии ИМС ………………………………………….. 28

5. Выводы о проделанной работе ……………………………………………... 35

Список используемой литературы…………………………………………….. 36

Введение

Поскольку ИС, подобно электронной лампе или транзистору, представляет собой' конструктивно единое целое, выполняет определенную функцию и должна удовлетворять определенным требованиям при испытаниях, поставках и эксплуатации, она относится к разряду электронных приборов. Однако по сравнению с диодом, транзистором и т, п. ИС является качественно новым типом прибора.

Первая – главная особенность ИС как электронного прибора состоит в том, что она самостоятельно выполняет законченную, часто весьма сложную функцию, тогда как элементарные электронные приборы выполняют аналогичную функцию только в ансамбле с другими компонентами. Например, отдельный транзистор не может обеспечить усиление сигнала или запоминание информации. Для этого нужно из нескольких транзисторов, резисторов и других компонентов собрать (спаять) соответствующую схему, В микроэлектронике же указанные функции выполняются одним прибором — интегральной схемой: она может быть усилителем, запоминающим устройством и т. п.

Второй важной особенностью ИС является то, что повышение функциональной сложности этого прибора по сравнению с элементарными не сопровождается ухудшением какого-либо из основных показателей (надежность, стоимость и т. п.). Более того, все эти показатели улучшаются. Проиллюстрируем эту особенность на примере полупроводниковых ИС.

Поскольку габариты и масса простых и средних ИС близки к габаритам и массе дискретных транзисторов, можно считать, что в первом приближении выигрыш по этим показателям при переходе от дискретных схем к интегральным определяется степенью интеграции и может достигать сотен и тысяч раз.

Поскольку надежность работы полупроводникового прибора в аппаратуре определяется, прежде всего, количеством паяных и (в меньшей степени) (парных соединении, то ИС, у которых межсоединения элементов осуществляются путем металлизации (т. е. без папки и сварки), обладают заведомо повышенной надежностью по сравнению с дискретными схемами, выполняющими ту же функцию. По мере увеличения степени интеграции этот выигрыш возрастает,

Стоимость ИС при прочих равных условиях близка к стоимости одного транзистора. Значит, в зависимости от степени интеграции (или, точнее, от плотности упаковки), стоимость одного элемента ИС по сравнению со стоимостью аналогичного дискретного компонента может быть в сотни раз меньше.

Третья особенность ИС состоит в предпочтительности активных элементов перед пассивными – принцип, диаметрально противоположный тому, который свойствен дискретной транзисторной технике. В последней активные компоненты, особенно транзисторы, наиболее дорогие, и потому оптимизация схемы при прочих равных условиях состоит в уменьшении количества активных компонентов. В ИС дело обстоит иначе: у них задана стоимость не элемента, а кристалла; поэтому целесообразно размещать на кристалле как можно больше элементов с минимальной площадью. Минимальную площадь имеют активные элементы – транзисторы и диоды, а максимальную – пассивные. Следовательно, оптимальная ИС – это ИС, у которой сведены к минимуму количество и номиналы резисторов и, особенно, конденсаторов.

Четвертая особенность ИС связана с тем, что смежные элементы расположены друг от друга на расстоянии всего 50 – 100 мкм. На таких малых расстояниях различие электрофизических свойств материала маловероятно, а следовательно, маловероятен и значительный разброс параметров у смежных элементов. Иначе говоря, параметры смежных элементов взаимосвязаны – коррелированны.. Эта корреляция сохраняется к при изменении температуры: у смежных элементов температурные коэффициенты параметров практически одинаковы. Корреляция между параметрами смежных элементов используется при проектировании некоторых ИС с целью снизить влияние разброса параметров и изменений температуры.

1. Исходные данные для проектирования.

Схемотехнические параметры.

На рисунке 1 изображена электрическая схема варианта № 29.

Рис.1 Электрическая схема варианта 29.

1.2 Конструктивно – технологические данные и ограничения.

Конструктивные и технологические ограничения, которые учитываются при разработке топологии интегральной микросхемы на биполярных транзисторах, изображены на рисунке 2. Расшифровка рисунка приведена в таблице 1.

Рис. 2 Конструктивно-технологические ограничения при разработке топологии интегральной микросхемы на биполярных транзисторах.

Таблица 1

Конструктивно-технологические данные и ограничения.

Минимально допустимые размеры	Мкм
Ширина линии скрайбирования слоя	60
Расстояние от центра скрайбирующей полосы до края слояметаллизации или до края диффузионной области	50 - 100
Ширина проводника d3 при длине < 50 мкм	4
Расстояние между проводниками d4 при длине < 50 мкм	3
Перекрытие металлизации контактных окон в окисле к элементам ИМС d20	2
Расстояние от края контактного окна р+ разделительных областей 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
Размер контактных площадок для термокомпрессионной приварки проводников d 1	100
Расстояние между контактными площадками d2	70

Продолжение таблицы 1

Расстояние между проводниками d 4 при длине > 50 мкм	4
Размер контактных площадок текстовых элементов рабочей схемы	50x50
Размеры контактного окна к базе d 15	4x6
Размеры контактного окна к эмиттеру d 16	4х4;3х5
Размеры окна вскрытия в окисле	2,5x2,5
Размеры окна в пассивирующем окисле d 23	100x100
Ширина области разделительной диффузии d 5	4
Расстояние от базы до области подлегирования разделительной диффузии d 6	10
Расстояние между краем области подлегирования коллекторного контакта и краем разделительной области d7	10
Расстояние между краем разделительной области и краем скрытого n+ – слоя d 8	7
Расстояние между краем контактного окна в окисле и к базе и 3 краем базы d 1	3
Расстояние между эмиттерной и базовой областями d 11	3
Расстояние между краем контактного окна в окисле к эмиттеруи краям эмиттера dl	3
Расстояние между контактными окнами к базе и эмиттеру	4
Расстояние между базовыми областями, сформированными в одном коллекторе	9
Расстояние между контактным окном к коллектору и областью разделительной диффузии d 14	6
Ширина области подлегирования n+ – слоя в коллекторе d 17	8
Ширина к контактному окну к коллектору dl8	4
Ширина резистора d 13	5
Ширина диффузионной перемычки	3
Расстояние от края окна в пассивации до края контактной площадки d 20	6
Расстояние между соседними резисторами d 25	7
Расстояние между диффузионными и ионно-легированными резисторами	4
Расстояние между контактной площадкой и проводящей дорожкой d 26	20
Ширина скрытого n+ – слоя	4
Расстояние между контактными площадками текстовых элементов	40
Перекрытие металлизации контактных окон в окисле к элементам ИМС d2o	2
Расстояние от края контактного окна р+ к разделительным областям для подачи смещения до края области разделения d 2 1	6
Расстояние от края контактного окна к изолированным областям n-типа для подачи смещения до края области разделения d 22	6

Следует обращать особое внимание на размеры топологических зазоров, так как при неоправданно малых их значениях ИМС или не будет функционировать, из-за перекрытия областей структуры (например, базовой области и области разделительной диффузии), или будет иметь искаженные параметры за счет усиления паразитных связей между элементами. С другой стороны, завышение размеров топологических зазоров топологических зазоров приводит к увеличению кристалла.

Сущность работы по созданию топологии ИМС сводится к нахождению такого оптимального варианта расположения элементов схемы, при котором обеспечиваются высокие показатели эффективности производства и качества ИМС: низкий уровень бракованных изделий, низкая стоимость, материалоемкость, высокая надежность, соответствие получаемых электрических параметров заданным.