ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
1. Разработка топологии полупроводниковой ИМС
Разработка топологии ИМС - творческий процесс и его результаты
существенно зависят от индивидуальных способностей разработчика , его навыков
и знаний. Сущность работы по созданию топологий сводится к нахождению
оптимального варианта взаимного расположения элементов схемы, при котором
обеспечиваются высокие показатели качества ИМС и эффективности
производства .
Основой для разработки топологии полупроводниковой ИМС являются
электрическая схема , технологические и конструктивные требования и
ограничения. Разработка топологии проводится в следующей
последовательности :
1) получение и согласование исходных данных ;
2) расчет геометрических размеров активных и пассивных элементов;
3) разработка эскиза топологии;
4) разработка предварительного варианта топологии;
5) оценка качества топологии и ее оптимизация;
6) разработка окончательного варианта топологии.
К разработке топологии ИМС имеются несколько методических подходов.
Один из них предусматривает проектирование каждого элемента . Этот подход
обеспечивает наиболее качественную разработку топологии, так как позволяет
рациональнее использовать площадь кристалла и получить необходимые
электрические характеристики ИМС. Однако такой подход отличается большой
трудоемкостью и длительностью разработки. Для ИМС с высокой степенью
интеграции при разработке топологии используются унифицированные типовые
узлы (триггеры, логические ячейки и т.п .), топология которых уже разработана. В
этом случае проектирование топологии сводится к размещению типовых узлов и
разработке межсоединений. Однако этот принцип приводит к увеличению
размеров кристалла в1,2- 2 раза .
1.1. Рекомендации по разработке эскиза топологии
Исходными данными для разработки эскиза топологии ИМС является
электрическая схема , а также топологические чертежи активных и пассивных
элементов. Проектирование эскиза топологии целесообразно начинать с какой-
либо контактной площадки , а затем последовательно переходить от одного
элемента к другому. Для облегчения разработки эскиза рекомендуется вычертить
принципиальную электрическую схему так, чтобы ее выводы были расположены
в необходимой последовательности .
На этапе эскизного проектирования топологии необходимо предусмотреть
решение следующих задач: расположить как можно большее число резисторов в
одной изолированной области ; подать наибольший положительный потенциал на
изолированную область, где размещены резисторы; подать наиболее
отрицательный потенциал на подложку вблизи мощного транзистора выходного
каскада ; рассредоточить элементы , на которых рассеиваются большие мощности ;
Варианты 17.1 - 17.4.
Поз.
χ
R
, χ
Rs
,
P
н
, Номинал
обозн. % % мВт 17.1 17.2 17.3 17.4
R1 20 4 1 250 250 650 820
R2 20 4 1 300 300 650 820
R3 15 4 4 1,1к 1,2к 2,4к 3,6к
R4 15 2 4 800 1к 3к 4к
R5 20 4 4 270 250 500 1,1к
R6 20 4 4 1к 1,2к 4,8к 5,1к
R7,R8 20 4 5 1,1к 1,2к 5,1к 8,5к
Топологию транзисторов и диодов выбрать из банка данных .
l
min
= 3 мкм, ∆l = 1мкм, Т = (-30...+65)
о
С, Ро = 5*10
-7
Вт/мкм²,
j
k
= 5*10
-6
А/мкм².
Изоляция во всех вариантах - р -п переходом Uип = 4В±10%.
4
41
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
В а р и а нты 17.1 - 17.4.
1. Ра зр а б о тка то п о ло ги и п о луп р о во дни ко во й И М С
Ра зр а б о тка то п о ло ги и И М С - тво р че ски й п р о це сс и е го р е зульта ты
сущ е стве нно за ви сято ти нди ви дуа льных сп о со б но сте й р а зр а б о тчи ка , е го на выко в
и зна ни й. Сущ но сть р а б о ты п о со зда ни ю то п о ло ги й сво ди тся к на х о ж де ни ю
о п ти ма льно го ва р и а нта вза и мно го р а сп о ло ж е ни я эле ме нто в сх е мы, п р и ко то р о м
о б е сп е чи ва ю тся высо ки е п о ка за те ли ка че ства И М С и эффе кти вно сти
п р о и зво дства .
О сно во й для р а зр а б о тки то п о ло ги и п о луп р о во дни ко во й И М С являю тся
эле ктр и че ска я сх е ма , те х но ло ги че ски е и ко нстр укти вные тр е б о ва ни я и
о гр а ни че ни я. Ра зр а б о тка то п о ло ги и п р о во ди тся в сле дую щ е й
п о сле до ва те льно сти :
1) п о луче ни е и со гла со ва ни е и сх о дны х да нных ;
2) р а сче тге о ме тр и че ски х р а зме р о в а кти вных и п а сси вных эле ме нто в;
3) р а зр а б о тка эски за то п о ло ги и ;
4) р а зр а б о тка п р е два р и те льно го ва р и а нта то п о ло ги и ;
5) о це нка ка че ства то п о ло ги и и е е о п ти ми за ци я;
6) р а зр а б о тка о ко нча те льно го ва р и а нта то п о ло ги и .
К р а зр а б о тке то п о ло ги и И М С и ме ю тся не ско лько ме то ди че ски х п о дх о до в.
О ди н и з ни х п р е дусма тр и ва е т п р о е кти р о ва ни е ка ж до го эле ме нта . Э то т п о дх о д
о б е сп е чи ва е т на и б о ле е ка че стве нную р а зр а б о тку то п о ло ги и, та к ка к п о зво ляе т
р а ци о на льне е и сп о льзо ва ть п ло щ а дь кр и ста лла и п о лучи ть не о б х о ди мые
эле ктр и че ски е х а р а кте р и сти ки И М С. О дна ко та ко й п о дх о д о тли ча е тся б о льш о й
тр удо е мко стью и дли те льно стью р а зр а б о тки . Д ля И М С с высо ко й сте п е нью
и нте гр а ци и п р и р а зр а б о тке то п о ло ги и и сп о льзую тся уни фи ци р о ва нные ти п о вы е
узлы (тр и гге р ы, ло ги че ски е яче йки и т.п .), то п о ло ги я ко то р ых уж е р а зр а б о та на . В
это м случа е п р о е кти р о ва ни е то п о ло ги и сво ди тся к р а зме щ е ни ю ти п о вых узло в и П о з. χR, χRs, Pн , Н о ми на л
р а зр а б о тке ме ж со е ди не ни й. О дна ко это т п р и нци п п р и во ди т к уве ли че ни ю о б о зн. % % мВ т 17.1 17.2 17.3 17.4
р а зме р о в кр и ста лла в1,2- 2 р а за . R1 20 4 1 250 250 650 820
R2 20 4 1 300 300 650 820
1.1. Ре ко ме нда ци и п о р а зр а б о тке эски за то п о ло ги и R3 15 4 4 1,1к 1,2к 2,4к 3,6к
И сх о дными да нными для р а зр а б о тки эски за то п о ло ги и И М С являе тся R4 15 2 4 800 1к 3к 4к
эле ктр и че ска я сх е ма , а та кж е то п о ло ги че ски е че р те ж и а кти вных и п а сси вных R5 20 4 4 270 250 500 1,1к
эле ме нто в. П р о е кти р о ва ни е эски за то п о ло ги и це ле со о б р а зно на чи на ть с ка ко й- R6 20 4 4 1к 1,2к 4,8к 5,1к
ли б о ко нта ктно й п ло щ а дки , а за те м п о сле до ва те льно п е р е х о ди ть о т о дно го R7,R8 20 4 5 1,1к 1,2к 5,1к 8,5к
эле ме нта к др уго му. Д ля о б ле гче ни я р а зр а б о тки эски за р е ко ме ндуе тся выче р ти ть
То п о ло ги ю тр а нзи сто р о в и ди о до в выб р а тьи з б а нка да нных .
п р и нци п и а льную эле ктр и че скую сх е му та к, что б ы е е выво ды б ыли р а сп о ло ж е ны
в не о б х о ди мо й п о сле до ва те льно сти . lmin = 3 мкм, ∆l = 1мкм, Т= (-30...+65)о С, Ро = 5*10-7 В т/мкм²,
Н а эта п е эски зно го п р о е кти р о ва ни я то п о ло ги и не о б х о ди мо п р е дусмо тр е ть jk = 5*10-6 А/мкм².
р е ш е ни е сле дую щ и х за да ч: р а сп о ло ж и ть ка к мо ж но б о льш е е чи сло р е зи сто р о в в
о дно й и зо ли р о ва нно й о б ла сти ; п о да ть на и б о льш и й п о ло ж и те льный п о те нци а л на И зо ляци я во все х ва р и а нта х - р -п п е р е х о до м Uи п = 4В ±10%.
и зо ли р о ва нную о б ла сть, где р а зме щ е ны р е зи сто р ы; п о да ть на и б о ле е
о тр и ца те льный п о те нци а л на п о дло ж ку вб ли зи мо щ но го тр а нзи сто р а вых о дно го
ка ска да ; р а сср е до то чи ть эле ме нты, на ко то р ы х р а ссе и ва ю тся б о льш и е мо щ но сти ;
4 41
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- …
- следующая ›
- последняя »
