Разработка пакета учебно-прикладных программ по диiиплине "Проектирование интегральных микросхем"
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
>
Рис. 10. Оболочка пакета учебно-прикладных программ:
. панель навигации
. боковая панель
. подложка в разрезе
. основное окно
На рис. 10 показан внешний вид программы Лабораторные работы ПрИМС. Её структурные составляющие: верхняя панель навигации, предназначенная для быстрого перехода между лабораторными работами; боковая панель, используемая для перехода между пунктами прохождения лабораторных работ; окно с изображением подложки в разрезе на различных этапах производства; основное окно, в котором отображается пункт лабораторной работы, на котором мы находимся в данный момент.
У лабораторных работ №1 и №2 существуют незначительные различия во внешнем виде. У первой лабораторной работы боковая панель оканчивается на кнопке Топология, и, при нажатии кнопок из этой панели, происходит переход между этапами технологического процесса. Каждому этапу соответствует своё изображение в основном окне, которым является вид сверху на подложку, и в окне, в котором отображается подложка в разрезе. У второй лабораторной работы окно с подложкой в разрезе отсутствует и в боковой панели навигации есть дополнительные кнопки для перехода между чертежами резисторов R1-R8.
Кнопка Лабораторная работа №3 на панели навигации предусмотрена в целях планируемого в дальнейшем расширения пакета учебно-прикладных программ.
Все чертежи и схемы, используемые в данном пакете, созданы при помощи программы АСКОН КОМПАС-3D LT V11.
2.2 Лабораторная работа №1 Изучение конструкции ППИС на биполярных транзисторах
В данной лабораторной работе проводится исследование технологии производства полупроводниковой интегральной микросхемы на биполярных транзисторах. Целью работы является изучение структуры кристалла и определение электрической схемы по топологической схеме исследуемой ППИМС. Тип изоляции компонентов, используемый в данной лабораторной работе - изоляция обратносмещенным p-n переходом.
В лабораторной работе показана планарно-эпитаксиальная технология производства. В курсовом проектировании по диiиплине Проектирование интегральных микросхем среди всех задач требуется также сделать чертежи топологии кристалла, сделать фотошаблоны (ФШ), используемые при производстве: для подслоя, для изолирующей диффузии, для базовой диффузии, эмиттерной диффузии, для контактных окон и для нанесения проводников.
В данном дипломном проектировании отличие от курсового заключается только в том, что: ФШ показываются не отдельно друг от друга, а наложением ФШ, соответствующего следующей технологической операции на предыдущие ФШ; ФШ для более легкого восприятия сделаны с различными цветами. Использованная топология сделана с учетом технологических требований, предъявляемых к курсовому проекту: размеры контактных площадок, расстояния между ними, толщина проводников и расстояния между ними, размеры контактных окон к резисторам, транзисторам, расстояния между компонентами и изоляцией - всё сделано с нужными ограничениями. Эта топология является реальным примером, существующим в производстве.
Этапу использования определенного фотошаблона соответствует структура кристалла в разрезе, показанная на рис. 11.
. Кристалл
. Подслой
. Изолирующая диффузия
. Базовая диффузия
. Эмиттерная диффузия
. Контактные окна
. Проводники
Рис. 11. Поперечное сечение кристалла ППИМС.
Вводная часть:
Структура кристалла полупроводниковой интегральной микросхемы (ППИМС) с биполярными транзисторами (БТ) определяется изоляцией элементов и конкретной технологией. Изоляция элементов ППИМС с БТ выполняется с помощью диодной изоляции (p-n), с помощью слоя кисла кремния (SiO2) и комбинированным способом (p-n + SiO2). Основной технологией ППИМС с БТ с диодной изоляцией является планарно-эпитаксиальный способ изготовления (Рис. 2). Структура тонкого слоя SiO2 на поверхность кристалла ППИМС позволяет расшифровать внутреннюю структуру (n+, p, n- областей) и их размеры в плане кристалла. Размеры областей вглубь кристалла определяются типовым распределением примесей Nпр(X) (рис. 3). Основным критерием качества при проектировании кристалла ППИМС является минимальный размер площади кристалла, а, следовательно, и его элементов (БТ и р- R). Минимальные размеры БТ ограничены минимальными размерами эмиттерной части, которая ограничена точностью изготовления размеров полупроводниковых элементов (?b). Минимальные размеры площади эмиттера (Sэ мин) определяют минимальные размеры площади базы (Sб мин) и минимальные размеры площади коллектора (Sк мин) БТ (Sэ мин > Sб мин > Sк мин). Эти размеры формируются с учетом минимальных размеров окон и зазоров между ними (S? мин , ?мин).
Для защиты кристалла ППИМС, обеспечения теплового режима и размерного согласования с платой коммутации (п