Расчёт и проектирование гибридных микросхем. Дикарев Ю.И. - 12 стр.

UptoLike

Составители: 

12
координатной сетки, принятого для чертежа топологии. Шаг координатной
сетки выбирают равным половине клетки координатной сетки. Например ,
если чертеж выполняют на миллиметровке, то за шаг координатной сетки
принимают 0,5 мм. Тогда, если масштаб составляет 10:1, округление b
топ
проводят до величины, кратной 50 мкм.
Длину резистора l
расч
(без учета контактных площадок ) определяют из
выражения (1.2)
1
расч
= b
топ
(R
H
2R
K
) / R
= b
топ
(R
H
2k
1
R
) / R
, (1.11)
где k
1
- коэффициент, учитывающий сопротивление контактов резистора.
Этот коэффициент зависит от уровня технологии, материалов
контактирующей пары и величины перекрытия контактных площадок l
K
. В
случаях, когда l
K
= b , для упрощения расчета значение k
1
принимается равным
0,1.
За 1
топ
принимают ближайшее к 1
расч
число, кратное шагу координатной
сетки.
Если 1
топ
> 300 мкм то 1
K
можно выбирать из таблицы конструктивно-
технологических ограничений, оставляя (для упрощения расчета ) значения
k
1
= 0,1. Для фотолитографических методов создания топологии 1
K
100
мкм, для масочных 1
K
200 мкм.
Полная длина резистора с учетом перекрытия контактных площадок
l
полн
= 1
топ
+ 2 1
К
. (1.12)
Площадь , занимаемая резистором на подложке,
S = l
полн
b (1.13)
После расчета рисуют топологию резистора.
Для резисторов имеющих К
Ф
< 1, сначала определяют длину, а затем ширину.
Расчетное значение длины резистора выбирают из условия
1
расч
mах {l
техн
, 1
точн
, 1
р
}, (1.14)
где
1
точн
( 1 + b К
Ф
) /
Кфдоп
, (1.15)
73
()
;,
,
,
;
,
,
;;
,
2
2
0 точн
2
2
0точн
2
2
S
0точн
2
6
0U
мм / пФ 44219
36
5
010
070
620 5 Для
мм / пФ 7595
4
1
010
070
620 1 Для 4.
1
мм / пФ 295
1015
508850
=⋅
==
=⋅
==
+
==
=
=
СК
СК
К
К
А
СС
d
C
Ф
Ф
Ф
Фдоп
Н
0
εε
Видно, что при изменении К
Ф
в разумных пределах все равно C
0точн
> C
0U
.
Поэтому выбираем С
0
= 290 пФ /мм
2
.
5.
171
290
62006031
0601,3
0
,=
,
,
=,−=
С
С
К
Н
.
6.
2
0
мм 8271
290171
620
,=
⋅,
=
=
СК
С
S
Н
.
7. мкм1520см10521
29000
508850
5
,,
,
d =⋅=
=
.
8.
мкм. 35118271ВА
ВВ
,=,===
B
S
С учетом шага координатной сетки
А
Втоп
= В
Втоп
= 1350 мкм = 1,35 мм;
А
Нтоп
= В
Нтоп
= 1,35 + 2(0,2+0,05) = 1,85 мкм;
А
д топ
= B
д топ
= 1,85 + 2(0,1+0,05) = 2,15 мм;
S
C3
= (2,15)
2
=4,62 мм
2
.
Рис. 2.9. Чертеж топологии конденсатора СЗ
к оор д инатной сетк и, пр инятого д л я ч ер тежа топол огии. Ш аг к оор д инатной
                                                                                                          ε ⋅ε0   0 ,0885 ⋅ 5                               ℵ
                                                                                                                                                                        2
                                                                                                                                                                           КФ
сетк и в ы бир аютр ав ны м пол ов ине к л етк и к оор д инатной сетк и. Н апр имер ,        C 0U =             =             = 295 пФ / мм2 ; С0точ н = СН  S доп  ⋅             ;
                                                                                                            d     15 ⋅ 10 − 6                                ∆ А      ( К Ф + 1)
                                                                                                                                                                                  2

е сл и ч ер теж в ы пол няютна мил л иметр ов к е, то за шаг к оор д инатной сетк и                                                           2
                                                                                                                             0 ,07  1
пр инимают0,5 мм. Тогд а, е сл и масштаб состав л яет10:1, ок р угл ение bтоп                4. Д л я К Ф = 1 С0точ н = 620         ⋅ = 7595 пФ / мм2 ;
                                                                                                                             0 ,01  4
пр ов од ятд о в ел ич ины , к р атной 50 мк м.                                                                                               2
                                                                                                                                         0 ,07  5
  Длину р езистор а l р асч (бе з уч е та к онтак тны х пл ощад ок ) опр ед ел яютиз               Для К Ф = 5            С0точ н = 620         ⋅  = 4219 ,4 пФ / мм2 ;
                                                                                                                                         0 ,01  36
в ы р ажения (1.2)
                  1р асч = bтоп(RH – 2RK ) / R = bтоп (RH – 2k1 ⋅ R ) / R ,     (1.11)        В ид но, ч то пр и изменении К Ф в р азумны хпр ед ел ах в се р ав но C0точн > C0U .
                                                                                             П оэ томув ы бир аемС 0 = 290 пФ /мм2.
       гд е k1 - коэф ф ициент, уч итыв ающийсопр отив л ение к онтак тов р е зистор а.
                                                                                                                          СН 1,3 − 0,06 ⋅ 620
Э тот к оэ ффицие нт зав исит от ур ов ня те хнол огии, мате р иал ов                        5. К = 1,3 − 0,06               =                = 1,17 .
                                                                                                                          С0       290
к онтак тир ующейпар ы и величины п ер екр ы тия конта ктны х п лощ а док lK. В
                                                                                                           СН       620
сл уч аях, к огд а lK = b , д л я упр ощения р асч ета знач ение k1 пр инимается р ав ны м   6. S =             =           = 1,827 мм2 .
                                                                                                          К ⋅ С0 1,17 ⋅ 290
0,1.
       За 1топ пр инимаютбл ижайшее к 1р асч ч исл о, к р атное шагук оор д инатной                       0 ,0885 ⋅ 5
                                                                                             7. d =                   = 1,52 ⋅ 10 −5 см= 0 ,152 мк м.
сетк и.                                                                                                      29000
       Е сл и 1топ > 300 мк м то 1K можно в ы бир ать из табл ицы к онстр ук тив но-         8. А        =В        = S B = 1,827 = 1,351 мк м.
                                                                                                     В         В
технол огич е ск их огр анич ений, остав л яя (д л я упр ощения р асч ета) знач ения
                                                                                             С уч етомшага к оор д инатной сетк и
k1 = 0,1. Д л я фотол итогр афич е ск их метод ов созд ания топол огии 1K ≥ 100
мк м, д л я масоч ны х1K ≥ 200 мк м.                                                         А   В топ
                                                                                                         =В   В топ
                                                                                                                      = 1350 мк м= 1,35 мм;
       П олна я длина р езистор а с уч етомпер ек р ы тия к онтак тны х пл ощад ок
                                                                                             А           =В           = 1,35 + 2(0,2+0,05) = 1,85 мк м;
                                  lпол н = 1топ + 2 ⋅ 1К.
                                                                                                 Н топ        Н топ
                                                                                  (1.12)
       П лощ а дь , занимаемая р е зистор омна под л ожк е,                                  А д топ = Bд топ = 1,85 + 2(0,1+0,05) = 2,15 мм;
                                         S = lпол н ⋅ b                           (1.13)      SC3 = (2,15)2 =4,62 мм2.


П осл е р асч ета р исуюттопол огию р е зистор а.
Д л я р е зистор ов имеющихК Ф < 1, снач ал а опр ед ел яютд л ину, а затемшир ину.
Расч етное знач ение д л ины р е зистор а в ы бир аютизусл ов ия
                                 1р асч ≥ mах{lтехн, 1точ н, 1р },                (1.14)

гд е
                                 1точ н ≥ ( ∆1 + ∆b ⋅ К Ф ) / ℵКфд оп ,           (1.15)

                                                                                                                       Р и с. 2.9. Ч ерт еж т оп ологи и конд енсат ора СЗ
                                              12                                                                                               73