Разработка пакета учебно-прикладных программ по дисциплине "Проектирование интегральных микросхем"
Исследование принципа действия биполярного транзистора. Конструирование и расчет параметров диффузионных резисторов. Классификация изделий микроэлектроники, микросхем по уровням интеграции. Характеристика основных свойств полупроводниковых материалов.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 20.06.2012 |
| Размер файла | 4,7 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
- по выбранным Rсл и bi определяется длина резисторов (li) c учетом их формы;
- определяются паразитные параметры проектированных диффузионных резисторов.
Ширина резистора определяется по формуле:
, (1)
где: b - точность изготовления линейных размеров диффузионных резисторов, для типовых технологических процессов b=5,5 мкм; Ri ? Ri и Rсл ? Rсл - соответственно, заданная точность сопротивления резистора и точность изготовления резистивного слоя (табл. 3).
Ширина резистора ограничивается разрешающей способностью фотолитографии. За расчетную ширину bi i-го резистора принимают значение, которое не меньше наибольшего значения одной из трех величин: bтехн, bточн, bР:
bi ? mах{ bтехн, bточн, bР }, (2)
где:
bтехн - минимальная ширина резистора, определяемая разрешающей способностью технологических процессов;
bточн - минимальная ширина резистора, при которой обеспечивается заданная погрешность геометрических размеров;
bр - минимальная ширина резистора, определяемая из максимально допустимой мощности рассеяния.
Величину bтехн, находят из перечня технологических ограничений выбранной технологии (например, для планарно-эпитаксиальной технологни bтехн = 5 мкм).
Ширину bточн определяют из выражения:
bточн = (Дb + Дl ? КФ)КФ ?ДKф, (3)
где Дb и Дl - абсолютные погрешности ширины и длины резистивной полоски, обусловленные технологическими процессами, Кф - коэффициент формы резистора; ДKф - погрешность коэффициента формы резистора.
Для типовых технологических процессов Дb = Дl = 0,05? 0,1 мкм.
ДKф ? КФ = ДR ? R?ДRсл ? Rсл ? бRДT, (4)
где ДKф ? Кф - относительная погрешность коэффициента формы резистора; ДRсл ? Rсл - относительная погрешность воспроизведения удельного сопротивления резистивного слоя (табл. 3), бR - температурный коэффициент сопротивления резистора (табл. 3); ДT - температурная погрешность сопротивления.
Ширину bp определяют из выражения
(5)
где - максимально допустимая удельная мощность рассеяния, выбираемая в зависимости от типа корпуса микросхемы и условий ее эксплуатации в пределах 0,5-4,5 Вт ? мм2.
Принимаем, что интегральный полупроводниковый резистор в сечении, перпендикулярном направлению протекания тока, имеет прямоугольную форму.
По выбранным Rсл и bi определяется длина резистора li по формуле:
li = bi (R ? Rсл ), (6)
где Nизг - количество изгибов резистора на угол р/2; k1, k2 - поправочные коэффициенты, учитывающие сопротивление контактных областей резистора, зависящее от конфигурации контактной области резистора, соотношения размеров контактного окна l1, контактной области l2 и реальной ширины резистора bi с каждой его стороны; n1 и n2 - число контактных площадок (обычно n = 2).
Полная относительная погрешность сопротивления диффузионного резистора определяется суммой погрешностей:
ДRi ? Ri= ДKф ? Kф + Д Rсл ? Rсл + бRДT, (7)
КФ =l ? b== R ? сs, (8)
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной дипломной работе был разработан пакет учебно-прикладных программ для обучения студентов дисциплине «Проектирование интегральных микросхем», включающий две лабораторные работы: «Изучение конструкции полупроводниковых интегральных микросхем на биполярных транзисторах» и «Расчет параметров диффузионных резисторов». Разработанные лабораторные работы позволяют студентам с помощью персонального компьютера изучить особенности технологии ППИМС, БП транзисторов, структуру кристалла и диффузионных резисторов, типы диффузионных резисторов, особенности их построения и расположения на подложке, выполнить расчет параметров резисторов.
Разработанные лабораторные работы современны, показательны, они являются «студентоориентированными», что облегчает как процесс получения знаний студентами, так и процесс обучения преподавателем. Новая оболочка имеет дружественный интерфейс, интуитивно понятна, эргономична, обладает большим модернизационным потенциалом.
Пакет учебно-прикладных программ был создан с использованием языка XHTML, который является современным языком для разработки сайтов, веб-страниц. Преимуществом выбранного языка является возможность постоянной доработки, совершенствования и дополнения данного пакета учебно-прикладных программ. Благодаря использованию возможностей XHTML лабораторные работы будут понятны любому пользователю, они просты в понимании, что важно, так как чем меньше отвлекающих факторов, тем лучше усвоение изучаемого материала.
В процессе создания данной дипломной работы были рассмотрены основные характеристики материалов, структура и технологические процессы производства ППИС. Также были рассмотрены характеристики и расчет диффузионных резисторов, требования к их проектированию и существующие ограничения.
Тема дипломной работы является перспективной, планируется дальнейшая разработка лабораторных работ данного цикла и включение их в пакет учебно-прикладных программ для обучения студентов дисциплине «Проектирование интегральных микросхем»
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Березин А.С., Мочалкина О.Р. Технология и конструирование интегральных микросхем. Учебное пособие для высших учебных заведений. - М., 1992.
2. Коледов Л.А., Волков В.А., Докучаев Н.И. и др. Конструирование и технология микросхем. Курсовое проектирование. - М.: Высшая школа М., 1984.
3. Малышева И.А. Технология изготовления интегральных микросхем. Учебник для вузов. - Москва “Радио и связь” 1991.
4. Мустафаев Г.А. Проектирование и конструирование п/п и интегральных микросхем. Методические разработки по выполнению курсовой работы. - Нальчик: Каб. - Балк. Ун-т 2003.
5. Пасынков В.В., Сорокин В.С. Материалы электронной техники. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1986.
6. Тилл У., Лаксон Дж. Интегральные схемы: материалы, приборы, изготовление - М.: Мир, 1985.
7. http://www.nicostrans.ru/tranzistor/34/0/
8. Шевченко О.И. Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Конструирование устройств интегральной и функциональной микроэлектроники» - ЛЭТИ - Л., 1989.
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1
Основные требования к пластинам кремния [3, с.318].
|
Характеристика пластин |
Диаметр, мм |
Допустимые значения |
|
|
Точность кристаллографической ориентации рабочей поверхности |
76; 100 |
±0,5° |
|
|
Отклонение диаметра |
76 |
±0,5 мм |
|
|
100 |
±(0,5…0,8) мм |
||
|
Отклонение толщины от номинала в партии |
76; 100 |
±(10…20) мкм |
|
|
Отклонение толщины от номинала по пластине |
76; 100 |
±(5…10) мкм |
|
|
Длина базового среза |
76 |
20…25 мм |
|
|
100 |
30…35 мм |
||
|
Длина дополнительных срезов |
76 |
9…11 мм |
|
|
100 |
16…20 мм |
||
|
Непараллельность сторон (клиновидность) |
76; 100 |
±0,5 % |
|
|
Неплоскостность |
76 |
4…9 мм |
|
|
100 |
5…9 мм |
||
|
Прогиб в исходном состоянии |
76 |
15…30 мм |
|
|
100 |
20…40 мм |
||
|
Прогиб после термоиспытаний |
76 |
50 мкм |
|
|
100 |
60 мкм |
||
|
Шероховатость рабочей стороны |
76; 100 |
Rx ? 0.05 мкм |
|
|
Шероховатость нерабочей стороны |
76; 100 |
Ra ? 0.5 мкм Шлифовано-травленная |
Приложение 2
Файловая структура пакета учебно-прикладных программ:
Приложение 3
Изображения кристалла использованные при разработке пакета учебно-прикладных программ:
Подслой (ЛР1 и ЛР2)
Изоляция (ЛР1 и ЛР2)
Базовая диффузия (ЛР1 и ЛР2)
Эмиттерная диффузия (ЛР1 и ЛР2)
Контактные окна (ЛР1 и ЛР2)
Проводники (ЛР1)
Топология (ЛР1)
Проводники (ЛР2)
Топология (ЛР2)
Приложение 4
Изображения резисторов, рассматриваемых в ЛР2:
Резистор R1
Резистор R2
Резистор R3
Резистор R4
Резистор R5
Резистор R6
Резистор R7
Резистор R8
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Выпуск и применение интегральных микросхем. Конструирование и технология толстопленочных гибридных интегральных микросхем. Коэффициент формы резисторов. Защита интегральных микросхем от механических и других воздействий дестабилизирующих факторов.
курсовая работа [234,5 K], добавлен 17.02.2010Схемотехнические параметры. Конструктивно–технологические данные. Классификация интегральных микросхем и их сравнение. Краткая характеристика полупроводниковых интегральных микросхем. Расчёт полупроводниковых резисторов, общие сведения об изготовлении.
курсовая работа [3,8 M], добавлен 13.01.2009Топология и элементы МОП-транзистора с диодом Шоттки. Последовательность технологических операций его производства. Разработка технологического процесса изготовления полупроводниковых интегральных схем. Характеристика используемых материалов и реактивов.
курсовая работа [666,0 K], добавлен 06.12.2012Анализ технологии изготовления плат полупроводниковых интегральных микросхем – такого рода микросхем, элементы которых выполнены в приповерхностном слое полупроводниковой подложки. Характеристика монокристаллического кремния. Выращивание монокристаллов.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 03.12.2010Топологический 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 03.02.2010Методика конструирования и технология толстопленочных гибридных интегральных микросхем, характеристика основных технологических операций и принципы выбора материала. Порядок расчета конденсаторов разрабатываемых микросхем, выбор и характеристика корпуса.
курсовая работа [261,9 K], добавлен 08.03.2010Этапы проектирование полупроводниковых интегральных микросхем. Составление фрагментов топологии заданного уровня. Минимизация тепловой обратной связи в кристалле. Основные достоинства использования ЭВМ при проектировании топологии микросхем и микросборок.
презентация [372,7 K], добавлен 29.11.2013Устройство и принцип действия биполярных транзисторов. Структура и технология изготовления полупроводниковых интегральных микросхем на основе биполярного транзистора с помощью метода диэлектрической изоляции; подготовка полупроводниковой подложки.
контрольная работа [710,2 K], добавлен 10.06.2013Изучение современных тенденций в области проектирования интегральных микросхем и полупроводниковых приборов. Анализ алгоритма создания интегральных микросхем в среде Cadence Virtuoso. Реализация логических элементов с использованием NMOS-транзисторов.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 08.11.2013Конструктивные 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
