Разработка конструкции топологии и технологического процесса изготовления интегральной микросхемы (стр. 1 из 5)
Министерство образования Российской Федерации
РАСЧЁТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовой работе по курсу:
Технология ИМС
тема: “ Разработка конструкции, топологии и технологического процесса изготовления ИМС усиления тока индикации кассового аппарата“
Базовое предприятие ФГУП «КЗТА»
Калуга 2009 г.
Содержание
Топологический расчет транзистора
Расчет геометрических размеров резисторов
Расчет геометрических размеров конденсаторов
Расчет топологии полупроводникового кристалла
Технологические процесс изготовления ИМС
Биполярные микросхемы с изоляцией р-п переходом
Введение
Основополагающая идея микроэлектроники – конструктивная интеграция элементов схемы – приводит к интеграции конструкторских и технологических решений, при этом главной является задача обеспечения высокой надежности ИМС.
Важнейшей задачей проектирования является разработка быстродействующих и надежных схем, устойчиво работающих при низких уровнях мощности, в условиях сильных паразитных связей (при высоко плотности упаковки) и при ограничениях по точности и стабильности параметров элементов.
При технологическом проектировании синтезируется оптимальная структура технологического процесса обработки и сборки ИМС, позволяющая максимально использовать типовые процессы и обеспечивать минимальные трудоемкость изготовления и себестоимость микросхем.
Разработка конструкции, топологии и технологического процесса ИМС по заданной электрической схеме.
Схема электрическая принципиальная приведена на рис. 1.
Описание работы схемы.
Схема электрическая принципиальная приведена на рис. 1.
Данная схема обеспечивает обработку сигналов, поступающих на вход схемы, и выдачи сигнала на выход. Транзисторы VT1-VT4 обеспечивают усиление по току.
Таблица 1. Номинальные значения элементов
| R1 | 6,8 кОм±5% | R6 | 6,8 кОм±5% | VT1…VT3= =BC817-25 | VT4= =BC807-25 | VD1…VD5= =LL4148 |
| R2 | 6,8 кОм±5% | R7 | 120 Ом±5% | |||
| R3 | 6,8 кОм±5% | R8 | 120 Ом±5% | Uкб=50 В | Uкб=50 В | Uкб=40 В |
| R4 | 2 кОм±5% | R9 | 120 Ом±5% | P=1 Вт | P=1 Вт | P=1 Вт |
| R5 | 6,8 кОм±5% | C1 | 270 пФ±20% | I=20 мА | I=25 мА | I=25 мА |
Таблица 2. Назначение выводов
| Обозначение | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| Назначение | RX_BC | GND | -12_IN | TX_X | TX | ---- | RAS_LAP |
| Обозначение | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 |
| Назначение | +5V | RTS_BC | RX_X | RX | CTS_BC | GTO_BC | BC |
| Контр. параметры | |
| I5=15 мА | U5=4±0,5 B |
| I13=10 мА | U13=15±0,5 B |
Рис.1 Схема электрическая принципиальная
Расчет режимов изготовления эпитаксиально-планарного транзистора
Расчет концентраций примеси в отдельных областях транзистора
Расчет концентраций примеси в отдельных областях транзистора с учетом заданного пробивного напряжения.
Определяется из соотношения:
- напряжение пробоя перехода. 
В/см – критическое значение напряженности поля для кремния. 
Кл – заряд электрона. 
- относительная диэлектрическая проницаемость (для кремния 12). 
Ф/см – абсолютная диэлектрическая проницаемость.N – концентрация примеси на слаболегированной стороне перехода, которую надо отнести к наиболее опасному сечению, т.е. к поверхности.
Усредненная
, если 
, а 
.а) Концентрация примеси на поверхности подложки:
| Uк-п | Uк-б | Uб-э | |
| VT1…VT3 | 60 | 50 | 5 |
, при Uпр к-п = 60 Вб) Поверхностная концентрация примеси в коллекторе:
, при Uпр к-б = 50 В.в) Поверхностная концентрация примеси в базе:
, при Uпр б-э = 5 В.Окончательно:
 |  |  | |
| VT1…VT3 |  |  |  |
Для дальнейших расчетов выберем транзистор VT5 и примем его за базовый элемент нашей ИМС.
Расчет режимов диффузии базовой области.
При двухстадийной диффузии распределение примеси подсчитывается по закону Гаусса:
,где N – концентрация примеси,
.Q – поверхностная концентрация примеси,
. 
- диффузионная длина.Учитывая, что коллектор легирован равномерно и зная концентрацию примеси на поверхности базы и под переходом Б-К (на глубине
), можно записать:1) при Х = 0:
(1)2) при
: 
(2) 
,где
– коэффициент диффузии на этапе разгонки базы 
. 
– время процесса разгонки базы. 
– доза легирования базы 
.Из (1) и (2) получим:
; 
Задаемся температурой разгонки базы:
Рис. 2. Температурная зависимость коэффициента диффузии:
и 
- исходная и поверхностная концентрация примеси, 
Из графика
находим 
, а 
.Из (1)
Для этапа загонки примеси в базу можно записать:
, тогда 
Примем температуру загонки базы
и из графика 
. 
мин.Окончательно:
, 
, 
, 
, 
, мин, 
мин.