Разработки электрических

Пленочный конденсатор большой емкости может иметь сложную конфигурацию. Это позволяет конструктору при разработке топологии микросхемы полностью использовать свободные участки площади подложки.

Кроме описанного трафарета применяют трафареты на основе пигментной бумаги — в основном в мелкосерийном производстве. Они имеют худшую разрешающую способность вследствие наличия «бахромы» по краю рисунка и скругленных углов. Пигментная бумага дает усадку при ее переносе на сетку. Это обстоятельство необходимо учитывать при разработке топологии, вводя поправочный коэффициент на усадку. В крупносерийном производстве используют трафареты на основе сухих пленочных фоторезистов (СПФ, ТФПК), которые дают более качественный рисунок. Широко распространены биметаллические фольговые трафареты, в которых сетка получена методом травления.

Необходимость дальнейшего совершенствования методов конструирования связана с тем, что из всего времени на конструкторское и технологическое проектирования в среднем только 10% времени конструкторов и технологов тратится на творческую работу, а 90% уходит на поиск нужной информации, проведение расчетов, оформление документации, ее согласование, изменение и исправление. Так, при разработке топологии ИС вручную конструктор делает в среднем одну ошибку на сто координат, определяющих топологию рисунка. Это становится особенно ощутимым при разработке СБИС, число элементов которых достигает 10б...107, а число координат топологии рисунка на один-два порядка больше.

Наиболее важный этап проектирования биполярной ИМС состоит в преобразовании ее электрической схемы в топологическую. На этой стадии определяются взаимное расположение элементов и соединения между ними. При разработке топологии необходимо стремиться к обеспечению максимальной плотности упаковки элементов при минимальном количестве пересечений межэлементных соединений и минимальном паразитном взаимодействии между отдельными элементами. Эти требования в большинстве практических случаев являются противоречивыми, поэтому процесс разработки топологии должен осуществляться так, чтобы обеспечивалось оптимальное расположение элементов, при котором можно было бы уменьшить влияние паразитных эффектов, присущих тому или иному типу разрабатываемой ИМС. Отсюда следует, что одной из важнейших задач при конструировании ИМС является выбор критерия оптимальности размещения активных и пассивных элементов. При разработке топологии биполярных ИМС с однослойной металлизацией в настоящее время, как правило, придерживаются двух критериев:

При проведении топологического проектирования можно считать, что уход p-n-перехода под маскирующий оксид составляет примерно 0,8 от глубины диффузии в вертикальном направлении, т. е. в направлении, перпендикулярном поверхности оксида. Для определения топологических зазоров нужно также учесть погрешности, присущие тому или иному технологическому процессу изготовления ИМС. Поэтому при разработке топологии ИМС требуется вся необходимая информация, характеризующая возможности выбранного технологического процесса. Технологические погрешности возникают в основном при проведении процессов фотолитографии и диффузии.

При разработке топологии МДП-ИМС важно также учитывать возможность исключения паразитных транзисторов, образуемых при пересечении шинами разводки диффузионных областей одного типа электропроводности. Так как металлизация обычно проходит по толстому слою оксида, то пороговое напряжение паразитных МДП-транзисторов обычно составляет 10—15 В и их крутизна невелика. Однако присутствие в МДП-ИМС паразитных транзисторов может увеличить потребляемую мощность, уменьшить уровни выходных напряжений, снизить входное сопротивление и даже привести к нарушению нормального режима работы схемы. При разработке КМДП-ИМС вероятность образования паразитных транзисторов увеличивается по сравнению с МДП-ИМС на транзисторах с каналами одного типа электропроводности. Это объясняется тем, что в топологии КМДП-ИМС увеличивается количество диффузионных областей, и всегда под металлом разводки, соединяющей затворы транзисторов с каналами п- и р-типов, возникает инверсный слой. Для уменьшения влияния паразитных транзисторов обычно используют следующие способы:

В КМДП-ИМС логические уровни являются фиксированными и экстремальными, причем напряжение питания ?ип соответствует уровню логической единицы, а напряжение, близкое к нулю, — уровню логического нуля. Так как оба эти уровня не зависят от параметров транзисторных структур (порогового напряжения и крутизны), то отпадает необходимость в топологическом расчете на основе статических требований. Возникающую в связи с этим свободу выбора можно целиком использовать для проектирования КМДП-ИМС, обладающих топологией, которая позволяет получить оптимальные динамические характеристики, т. е. высокое быстродействие при минимальном потреблении мощности. В этом заключается принципиальное отличие топологического проектирования КМДП-ИМС от проектирования МДП-ИМС на транзисторах с каналами одного типа электропроводности. Для минимизации потребляемой мощности необходимо уменьшать как отношение ширины канала к его длине, так и абсолютное значение длины канала. При расчете геометрических размеров транзистора длину его канала выбирают равной минимально допустимому значению. Современная фотолитография позволяет получать минимальную длину канала 2—6 мкм. Ширину канала определяют исходя из требований, предъявляемых к крутизне. При разработке топологии КМДП-ИМС необходимо учитывать особенности их структуры, которая включает в себя две области с различными типами электропроводности. В одной из этих областей создается ключевая подсхема, в другой — нагрузочная. Поскольку МДП-транзисторы с каналами обоих типов электропроводности схемотехнически взаимосвязаны, их следует размещать так, чтобы длина внутрисхемных соединений между ними была минимальной. Поэтому обычно МДП-транзисторы размещают вдоль границы р-п-перехода между исходным мо- Рис 3 5 Структура элемента КМДП-

При разработке топологии проектируют схему взаимного расположения пленочных элементов разрабатываемой ИМС, рассчитывают их геометрические размеры, выбирают форму, компонуют пленочные и навесные элементы и вычерчивают их размещение на подложке в увеличенном масштабе.

Основные ограничения, накладываемые тонкопленочной технологией. При разработке топологии гибридных ИМС, изготовляемых по тонкопленочной технологии, необходимо учитывать следующие основные ограничения:

Основные ограничения, накладываемые толстопленочной технологией. При разработке топологии и проектировании гибридных ИМС, изготовляемых по толстопленочной технологии, необходимо учитывать следующие основные ограничения:

1) разработку для всех этапов проектирования методов и алгоритмов, реализованных в виде программ, т. е. создание прикладного математического обеспечения по всему циклу проектирования: выбору физической структуры (базового элемента) и расчету элементов, анализу и синтезу принципиальной электрической схемы, разработке топологии в режиме разделения времени, а также разработку языков проектирования и соответствующих трансляторов;

Материалы для разработки электрических схем Разд. 8

Материалы для разработки электрических схем Разд. 8

Материалы для разработки электрических схем Разд. 8

Материалы для разработки электрических схем Разд. 8

Материалы для разработки электрических схем Разд. 8

Материалы для разработки электрических схем Разд. 8

Материалы для разработки электрических схем Разд. 8

Материалы для разработки электрических схем Разд. 8

456 Материалы для разработки электрических схем Разд. 8

Материалы для разработки электрических схем Разд. 8

466 Материалы для разработки электрических схем Разд. 8