16. Определяем сопротивление рассчитанного резистора

Rрасч = rS ( 1/b + n1k1 + n2k2 + 0,55Nизг)

( 5.12)

В нашем случае

R1 - R4 :

Rрасч = 4732, 991 Ом

R5 :

Rрасч = 3301, 55 Ом

Погрешность расчета:

( 5.13)

В нашем случае

R1 - R4 :

DRрасч = 0,007

R5 :

DRрасч = 0,00046

Результаты расчета вполне удовлетворяют заданной погрешности.

 

6. Последовательность расчета МДП – конденсатора.

МДП-конденсаторы (металл-диэлектрик-полупроводник) используют в качестве диэлектрика тонкий слой (0,05…0,12 мкм) SiO2 или Si3N4 . Нижней обкладкой служит высоколегированный эмиттерный слой, верхней – пленка алюминия толщиной от 5000  до 1 мкм. Типичный МДП-конденсатор представляет собой обыкновенный плоский конденсатор, и его емкость определяется по формуле, пФ:

( 6.1 )

где eд/э – диэлектрическая постоянная диэлектрика; e0 – диэлектрическая постоянная вакуума, e0=8,85·10-6 пФ/мкм; S – площадь верхней обкладки, мкм2; d – толщина диэлектрика, мкм.

В противоположность диффузионным конденсаторам МДП-конденсаторы могут работать при любой полярности приложенного напряжения. Кроме того, их емкость не зависит от приложенного напряжения и частоты переменного тока.

Исходные данные для расчета.

необходимое значение емкости: С = 20 пФ;

допуск на емкость: DС = 20%;

рабочее напряжение: U = 4 В;

интервал рабочих температур (УХЛ 3.0): Тmin = -60 °C, Тmax = +40°С;

рабочая частота: 500 МГц.

1. Задаемся напряжением пробоя конденсатора исходя из заданного рабочего напряжения:

Uпр = (2…3)U

( 6.2)

В нашем случае Uпр = 12 В.

2. Определяем толщину диэлектрика, мкм:

d = Uпр / Епр

( 6.3)

где Епр – электрическая прочность диєлектрика, для SiO2 Епр = 103 В/мкм.

В нашем случае d = 0,012 мкм

3. Емкость МДП – конденсатора определяется по формуле, ( 6.1), пФ, исходя из которой площадь верхней обкладки, мкм2:

( 6.4 )

eSiO2 @ 4, в нашем случае S = 6822,76 мм2.

Ширина конденсатора, мкм:

( 6.5 )

В нашем случае =82,6 мкм

4. Выбираем расстояние координатной сетки для черчения h равным 1 мм, масштаб M выбираем равным 500:1.

Расстояние координатной сетки:

Hf = h/M

( 6.6 )

В нашем случае Hf = 2 мкм.

5. Приводим ширину конденсатора к расстоянию координатной сетки:

атоп = [/Hf]

( 6.7 )

здесь [х] – целая часть х.

В нашем случае атоп равно 41 расстоянию координатной сетки.

6. Рассчитываем емкость Срасч рассчитанного конденсатора по формуле ( 6.1):

Срасч = 20,1271 пФ.

7. Рассчитываем отклонение Срасч от С:

( 6.8 )

В нашем случае DСрасч = 0,636%, что вполне удовлетворяет заданной в начале расчета погрешности.

7. Особенности топологии разрабатываемой ИМС.

Для построения чертежей кристалла и фотошаблонов используется программа АutоСАD 2000 ( разработчик – компания Autodesk ).

При построении чертежей фотошаблонов учтены допуски на минимальные расстояния между отдельными элементами интегральной микросхемы

Все резисторы данной схемы реализуются в базовом слое. Следова­тельно на n карман в котором они находятся подается максимальное напряжение действующее в этой схеме т.е. напряжение питания.

Конденсаторы данной ИМС реализуются по МДП-технологии, что предполагает дополнительный этап фотолитографии для создания слоя тонкого диэлектрика МДП-структуры.

На этапах изготовления ИМС используется негативный фоторезист, кроме этапа разделительной р диффузии когда используется позитивный фоторезист.

Топология кристалла и фотошаблонов представлена на чертежах.

 

Выводы.

В данной работе была разработана топология и рассчитаны параметры интегральной логической схемы резисторно-емкостной транзисторной логики (РЕТЛ). Приведенные расчеты подтверждают полное соответствие разработанной ИМС требованиям технического задания. Топология микросхемы разработана с учетом технологических возможностей оборудования. Линейные размеры элементов и расстояния между ними больше минимально допустимых, что обеспечит меньшую погрешность при производстве, а следовательно, и больший выход годных изделий при групповом производстве.

Электрические параметры схемы учитывают работу схемы в реальных условиях, а именно скачки питающего напряжения и напряжения на логических входах.

Расчеты параметров элементов схемы предусматривают ее эксплуатацию в климатических условиях, характерных для широты Украины.

Разработанная ИМС полностью пригодна для эксплуатации в современной электронной аппаратуре.


Литература.

 

1. Калниболотский Ю.М. и др. Расчет и конструирование микросхем.- Киев, "Высшая школа",1983.

2. Конструирование и технология микросхем. Под ред. Коледова Л.А. – М.:"Высшая школа", 1984

3. Методичні вказівки до виконання розрахункових робіт на ЕОМ з курсу "Мікроелектроника та функціональна електроніка", ч.1,2,- Київ, КПІ, 1993.


Информация о работе «Микроэлектроника и функциональная электроника (разработка топологии ИМС)»
Раздел: Радиоэлектроника
Количество знаков с пробелами: 34858
Количество таблиц: 50
Количество изображений: 0

Похожие работы

Скачать
36254
23
10

... всех сферах деятельности человека. Созданию систем автоматического проектирования, промышленных роботов, автоматизированных и автоматических производственных линий, средств связи и многому другому способствует микроэлектроника. /1/ Цель работы: проектирование топологии гибридной интегральной микросхемы К2ТС241 (RST-триггер) 1. ОБЩИЙ РАЗДЕЛ 1.1 Характеристика схемы Гибридные ...

Скачать
50268
3
3

... ). Перспективы развития микроэлектроники Функциональная микроэлектроника. Оптоэлектроника, акустоэлектроника, магнетоэлектроника, биоэлектроника и др. Содержание лекций 1 Цели и задачи курса “Электронные, квантовые приборы и микроэлектроника”. Физика полупроводников. p-n- переходы. Полупроводниковые диоды. Разновидности и характеристики. 2 Транзисторы. Принцип действия, разновидности и ...

Скачать
22646
0
5

... принципов и явлений, реализация которых позволяет получить приборы со сложным схемотехническим или системотехническим функциональным назначением. В функциональной микроэлектронике начинают использовать (рис.1):   Рис. 1. Основные направления функциональной микроэлектроники. Оптические явления (когерентная и некогорентная оптика, нелинейная оптика, электрооптика, магнитооптика). Их ...

Скачать
112728
16
26

... технологии широкополосного доступа - по электросетям. Было разработано оборудование PLC первого и второго поколений. Достигнутая предельная скорость передачи данных не превышала 10-14 Мб/с. Реальная же скорость передачи данных в тестовых сетях PLC с применением этого оборудования отличалась на порядок и составляла 1-2 Мб/с. Кроме этого, абонентское оборудование PLC имело сравнительно высокую ...

0 комментариев


Наверх