Разработка пакета учебно-прикладных программ по диiиплине "Проектирование интегральных микросхем"
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
ечатной платой) кристалл помещают в стандартный корпус [8, c.3].
2.3 Лабораторная работа №2 Расчет параметров диффузионных резисторов
В данной лабораторной работе проводится исследование диффузионных резисторов, выполненных в объеме кристалла. Цели работы: изучение диффузионных резисторов, их типов, особенностей их построения и расположения на подложке, расчет параметров резисторов.
Интерфейс данной лабораторной работы аналогичен первой лабораторной работе, за исключением того, что отсутствует структура кристалла в разрезе, так как подразумевается, что она уже изучена студентами и нет необходимости в повторении этой информации. Также у этой лабораторной работы добавлены ссылки на резисторы R1-R8, которые и являются предметом рассмотрения в этой лабораторной работе. На этапах Подслой...Контактные окна нет отличий в фотошаблонах, это сделано iелью того, чтобы показать, как можно, используя на определенных этапах производства одинаковые ФШ, упростить и сделать более экономичным процесс производства разных устройств, благодаря уменьшению количества необходимых ФШ.
За счет различной конфигурации проводников реализуются два варианта устройств: двухкаскадный и дифференциальный усилители. Это позволяет организовать учебный процесс для различных вариантов заданий.
Рис. 12. Электрическая схема устройства.
Расчет параметров диффузионных резисторов
Исходными данными для расчета геометрических размеров диффузионных резисторов являются: заданное в принципиальной электрической схеме номинальное значение сопротивления Ri и допуск на него ?Ri; сопротивление резисторного слоя Rсл, на основе которого формируется резистор; среднее значение мощности Р и максимально допустимая удельная мощность рассеяния Р0; основные технологические и конструктивные ограничения.
Проектирование диффузных резисторов осуществляется в следующем порядке:
по заданной величине сопротивления выбираются параметры резисторного слоя (Rсл);
- определяется ширина резисторов bi , исходя из заданной точности изготовления величины сопротивления (DRi ? Ri);
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: Db - точность изготовления линейных размеров диффузионных резисторов, для типовых технологических процессов Db=5,5 мкм; DRi ? Ri и DRсл ? 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 = (?b + ?l ? КФ)КФ ??Kф, (3)
где ?b и ?l - абсолютные погрешности ширины и длины резистивной полоски, обусловленные технологическими процессами, Кф - коэффициент формы резистора; ?Kф - погрешность коэффициента формы резистора.
Для типовых технологических процессов ?b = ?l = 0,05 0,1 мкм.
?Kф ? КФ = ?R ? R??Rсл ? Rсл ? ?R?T, (4)
где ?Kф ? Кф - относительная погрешность коэффициента формы резистора; ?Rсл ? Rсл - относительная погрешность воспроизведения удельного сопротивления резистивного слоя (табл. 3), ?R - температурный коэффициент сопротивления резистора (табл. 3); ?T - 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 ?/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:
?Ri ? Ri= ?Kф ? Kф + ? Rсл ? Rсл + ?R?T, (7)
КФ =l ? b== R ? ?s, (8)
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной дипломной работе был разработан пакет учебно-прикладных программ для обучения студентов диiиплине Проектирование интегральных микросхем, включающий две лабораторные