Разработка ГИС

Содержание

Разрабатываемая ИС должна соответствовать общим технологическим требованиям.

Исходные требования:

Максимальная рабочая температура +70С

Минимальная рабочая температура-20С

Время работы ИС100004

Коэффициент нагрузки резисторов0.7

Ширина формирующей щели90 мкм

Минимальная ширина формирующей щели6 мкм

Погрешность ширины формирующей щели5%

Рабочая разность потенциалов на С10 В

Площадь обкладок конденсаторов, не менее 1 мм2

Погрешность задания линейного размера обкладок5%

Значения номиналов: R1=25 kOm 10%; R2=R3=10 kOm 10%;

R4=58 kOm 1%; C1=500 пФ 20%; С2=750 пФ 20%

Выдержка из текста

1.ВВЕДЕНИЕ

Элементы плёночной технологии.

Пассивные элементы гибридных ИМС создаются из тонких плёнок проводящих, резистивных и диэлектрических материалов нанесённых на поверхность подложки.

Достоинством плёночных микросхем является возможность изготовления пассивных элементов в широком диапазоне номиналов с минимальными допусками и лучшими, чем у полупроводниковых схем диэлектрическими характеристиками. Конструктивное использование плёночных ИМС позволяет реализовать мощные (100Вт) электрические схемы, работающих при больших значениях напряжения. Процесс изготовления гибридных плёночных ИМС осложняется тем, что активные элементы выполняются в виде навесных бескорпусных транзисторов, диодов и т. д. Габаритные размеры подложек стандартизированы. На стандартизированной подложке групповым методом изготавливается несколько плат ГИС.

В качестве материалов тонкоплёночных проводников применяется Al, Cu, Ti, Tl, Ag.

Резистивные слои образуют плёнки хрома, нихрома Х20Н80, тантала, титана, Re и т. д.

Диэлектрические слои тонкоплёночных ИМС получают, осаждением моноокиси кремния SiO и германия GeO, двуокисей SiO2 и GeO2, окислов Al2O2; Ta2O5; Nb2O5.

Существует несколько способов получения тонких плёнок:

1.Электрическое осаждение;

2.Химическое осаждение;

3.Осаждение пиролитическим разложением;

4.Оплавление порошка стеклообразного материала;

5.Термовакуумное осаждение плёнок;

6.Катодное и ионно-плазменное распыление.

2. ТЕОРИТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

2.1. Конструктивно-технологические особенности и основные параметры плёночных резисторов.

Плёночные резисторы являются наиболее распространёнными элементами ИМС.

Плёночные резисторы в структурном отношении представляют собой узкую полоску резистивной плёнки, снабжённую плёночными контактными площадками с низким сопротивлением.

Параметры плёночных резисторов зависят от материала резистивной плёнки, способа получения необходимой конфигурации и других технологических факторов.

Наиболее распространённой является конструкция резисторов прямоугольной формы (Рис 2.1), как наиболее простая в конструктивном и технологическом отношении.

Рис 2.1

Конструкция прямоугольного тонкоплёночного резистора.

1 – резистивная плёнка;

2 – плёночный проводник;

3 – области контактов.

Значение сопротивления плёночного резистора определяют по формуле:

R = 0L/S+2Rk(2.1)

Для высокоомных резисторов, когда сопротивление областей контактов значительно меньше сопротивления резистивной плёнки:

R = L/S =0L/(b*d)(2.1a)

где 0 – удельное объёмное сопротивление резистивного материала;

L, b, d – длина, ширина, и толщина резистивной плёнки;

Rk –переходное сопротивление областей контактов резистивной и проводящей плёнок;

В технологии микроэлектроники для каждого материала отношение 0K=S – величина постоянная. Условно S определяет как удельное поверхностное сопротивление квадратной резистивной плёнки, не зависящей от размеров квадрата и оценивают в Ом/.

При этом сопротивление определяют по формуле:

R = S1/b = SKФ(2.2)

гдеКф=1/b – коэффициент формы резистора.

Для прямоугольных резисторов максимальная длина по технологическим соображениям ограничена величиной Кф=10. Для реализации резисторов с Кф>10 используют конструкции сложной конфигурации:

а) в виде отдельных резистивных полосок;

б) типа «меандр».

2.2. Конструктивно-технологические особенности и основные параметры плёночных конденсаторов.

В гибридных ИМС применяют тонко- и толстоплёночные конденсаторы с простой прямоугольной и сложной формами. Плёночный конденсатор представляет собой многослойную структуру, нанесённую на диэлектрическую подложку. Для её получения на подложку наносят последовательно три слоя:

1 – проводящий, выполняет роль нижней обкладки;

2 – слой диэлектрика;

3 – проводящий, выполняющий роль верхней обкладки конденсатора.

Значение ёмкости плёночного конденсатора определяют по формуле:

С = ξ ξ0 S/4πd =0.885 ξ S/d(2.3)

гдеξ – относительная диэлектрическая проницаемость материала диэлектрика;

S – площадь перекрытия диэлектрика обкладками;

d – толщина диэлектрика.

Список использованной литературы

1.Берцин А С., Мочалкин О.Р., Технология и конструирование ИМС, — М.: Радио и связь, 1983.

2.Ермолаев Ю.П., Понаморёв, Конструкции и технология микросхем (ГИС и СБИС): Учебник для ВУЗов. М.: Сов. Радио. 1980.

3.Васильев К.Ю., Гиленко В.Т., Овсянников В.В. Плёночная технология.: — Днепропетровск: ДГУ, 1985.

4.Понаморёв М.Ф.: Конструирование и расчёт микросхем и микроэлемен-тов ЭВА. М.: Радио и связь, 1989.

5.Присухин Л.Н., Шахнов В.А. Конструирование вычислительных машин и систем. М.: В.Ш., 1986.

6.Ушаков Н.И. Технология производства ЭВМ. Учебник для ВУЗов, 3 изд. М.: В.Ш., 1991.