- •Раздел I – Анализ исходных данных и формирование расширенного технического задания на проектирование.
- •Раздел II – Выбор и обоснование конструктивных и технологических материалов
- •Раздел III – Конструкторские расчеты
- •Раздел IV – Разработка топологии кристалла (платы)
- •Раздел V – Разработка технологии изготовления микросхемы
- •Раздел VI - Сборка микросхемы
- •1. Проектирование и расчет полупроводниковой имс на униполярных транзисторах
- •2. Расчет и проектирование полупроводниковой имс на биполярных транзисторах
- •3. Расчет показателей надежности
- •4. Ориентировочный расчет теплового режима имс
- •5 Рекомендации по разработке эскиза топологии
- •Уо «Полоцкий государственный университет»
- •Курсовой проект
- •Уо «Полоцкий государственный университет»
- •Курсовому проекту
- •Уо «Полоцкий государственный университет»
- •Курсовой проект
- •Уо «Полоцкий государственный университет»
- •Курсовому проекту
2. Расчет и проектирование полупроводниковой имс на биполярных транзисторах
Типичная конструкция маломощного планарного биполярного транзистора представлена на рис. 2.1.
Рисунок 2.2 - Конструкция маломощного планарного биполярного n-p-n транзистора
Исходные данные для расчета:
hб – глубина залегания p-n перехода база – коллектор, см, 1 – 3 мкм;
he – глубина залегания эмиттерного p – n перехода, см, 0,5 – 2,5 мкм;
hk – толщина коллекторной области, см, 2 – 10 мкм;
Nдэ(0) – концентрация донорной примеси в эмиттерной области на поверхности, см-3, (0,2 – 1)·1021;
Nдэ(he) – концентрация донорной примеси в эмиттерной области у перехода, см-3, (0,2 – 1)·1018;
Nаб(0) – поверхностная концентрация акцепторов в базе, см-3, (0,5–1)·1019;
Nдк – концентрация донорной примеси в коллекторе, см-3, (0,05 – 1)·1017;
к – удельное объемное сопротивление коллекторной области, Ом·см, 0,1–1;
□бn – удельное поверхностное сопротивление пассивной области базы, Ом/□, 100 – 300;
□ба – удельное поверхностное сопротивление активной области базы, Ом/□, 1000 – 10000;
Lре – диффузионная длинна дырок в эмиттере, см;
Dре – коэффициент диффузии дырок в эмиттере, см2/с;
Lnб – диффузионная длинна электронов в базе, см;
Dnб – коэффициент диффузии электронов в базе, см2/с;
Lрк – диффузионная длинна дырок в коллекторе, см;
Dре – коэффициент диффузии дырок в коллекторе, см2/с;
Величины Lре, Lnб, Lрк принимаем равными 2 – 50 мкм;
ni – концентрация носителей зарядов в собственном полупроводнике, см-3;
εn – относительная диэлектрическая проницаемость полупроводника.
В процессе конструирования при известной структуре транзистора синтезируется его топология и рассчитываются основные параметры: ВN и BI – нормальный и инверсный коэффициенты передачи тока; Скб(Uкб), Сэб(Uэб) – барьерные емкости p–n переходов при заданных обратных напряжениях; Uкэmax, Uэбmax, Uкбmax – максимальные обратные напряжения; Iк0, Iэ0 – обратные тепловые токи коллекторного и эмиттерного переходов.
Основные параметры дрейфового транзистора при малых и средних уровнях токов (Iк ≈ 0,1 ÷ 50 мА, что соответствует плотности тока коллектора Jк ≈ 10 ÷ 1000 А/см2) определяют по формулам:
ширина базы равна, см:
(2.1)
характеристическая длинна распределения акцепторов, см:
(2.2)
характеристическая длинна распределения доноров, см:
(2.3)
коэффициент переноса:
(2.4)
коэффициент инжекции эмиттерного перехода:
(2.5)
коэффициент усиления тока транзистора с общей базой:
(2.6)
нормальный коэффициент передачи тока:
(2.7)
контактная разность потенциалов в коллекторном переходе, В:
, (2.8)
где φт – температурный потенциал, В;
контактная разность потенциалов в эмиттерном переходе, В:
(2.9)
максимальное обратное напряжение коллектор – база, В:
(2.10)
максимальное напряжение эмиттер – база, В:
(2.11)
максимальное напряжение эмиттер – коллектор, В:
(2.12)
Методика синтеза конструкции транзистора основана на расчете топологических размеров областей (размеров на поверхности кристалла) при заданном токе коллектора Iкmax. Определяется максимальный формат, обеспечивающий заданную величину Iэmax с учетом вытеснения тока на краю эмиттера:
(2.13)
Для проведения синтеза топологии транзистора необходимо определиться с выбором его конструкции. На рисунке 2.2 представлены два вида топологии транзистора.
Рисунок 3.2 - Топологии транзистора: а – маломощного; б - мощного
Рассмотрим расчет топологии транзистора на примере мощного биполярного транзистора. Для расчета размеров областей транзистора примают единичный размер Δ=3÷4 мкм, а размер ширины эмиттера равным Rэ=3·Δ. Определим длину эмиттера:
, (2.14)
где μn – подвижность электронов в кремнии, м2/В·с;
μp – подвижность дырок в кремнии, м2/В·с.
Площадь эмиттерной области, мкм:
(2.15)
Размеры и площадь базы:
(2.16)
(2.17)
(2.18)
Площадь, занимаемая транзистором, мкм2:
(2.19)
Значение омических сопротивлений можно оценить по формулам, Ом:
(2.18)
(2.19)
Барьерные емкости переходов, пФ:
(2.20)
(2.21)
Обратные тепловые токи коллекторного и эмиттерного переходов и инверсный коэффициент передачи тока, А:
(2.22)
(2.23)
(2.24)
где
2.2. Конструирование и выбор структуры диодов
Диоды формируются на основе одного из переходов планарно-эпитаксиальной структуры. Всего возможно пять вариантов диодного включения транзистора. Параметры диодов приведены в табл. 2.2. Банк данных диодных структур представлен на рис. 2.3. Диоды, сформированные на основе перехода эмиттер-база, характеризуются наименьшими значениями обратного тока за счет самой малой площади и самой узкой области объемного заряда. Наименьшей паразитной емкостью (1,2 пФ) также обладают диодные структуры на основе перехода эмиттер-база. Для других структур значение паразитной емкости характеризуется временем восстановления обратного сопротивления, т.е. временем переключения диода из открытого состояния в закрытое. Оно минимально (около 10 нс) для перехода эмиттер-база, при условии, что переход коллектор-база закорочен, так как при такой диодной структуре заряд накапливается только в базовом слое. В других структурах заряд накапливается не только в базе, но и в коллекторе, поэтому время восстановления обратного сопротивления составляет 50-100нс
Из анализа параметров диодов можно заключить, что диод на основе транзисторной структуры с замкнутым переходом база - коллектор предпочтительнее использовать в цифровых ИМС, поскольку он обеспечивает наибольшее быстродействие. Диод на основе перехода эмиттер - база применяют в цифровых схемах в качестве накопительного диода. Диоды с замкнутым переходом база - эмиттер и диоды на основе перехода база - коллектор, имеющие наибольшие напряжения пробоя, могут быть использованы в качестве диодов общего назначения.
Рисунок 2.3 – Банк данных топологий интегральных диодов: на переходе Б-К (а, б), на переходе Б-Э (в)
Таблица 2.2 - Параметры интегральных диодов
Вариант включения |
Значения параметров |
||||
пробивное напряжение Uпр, В |
обратный ток Iобр, нА |
емкость диода Cд, пФ |
паразитная емкость на подложку С0, пФ |
время восстановления обратного тока tв, нс |
|
БК – Э БЭ – К Б – ЭК Б – Э Б - К |
7 – 8 40 – 50 7 – 8 7 – 8 40 - 50 |
0,5 – 1,0 15 – 30 20 – 40 0,5 – 1,0 15 - 30 |
0,5 0,7 1,2 0,5 0,7 |
3 3 3 1,2 3 |
10 50 100 50 75 |
Примечание: для обозначения вариантов диодного включения транзистора приняты следующие сокращения: слева от тире указывают обозначение анода, справа – катода: если две области транзистора соединены, их обозначения пишут слитно |
|||||
2.3 Конструирование и расчет параметров резисторов
Резисторы формируют в любом из диффузионных слоев транзисторной структуры (эмиттерная и базовая области), в эпитаксиальном слое (коллекторная область) и с помощью ионного легирования. В таблице 2.3 приведены характеристики интегральных резисторов. Вид резистора выбирают, исходя из заданного номинального значения точности изготовления.
Основными конструктивным параметром диффузионного резистора является величина ρS, которая зависит от режима диффузии. Параметры диффузионного резистора улучшают подбором конфигурации и геометрических размеров. На рисунке 2.4 представлены различные варианты конфигурации диффузионных резисторов. Низкоомные резисторы (десятки Ом) имеют форму, показанную на рисунке 2.4, а. Резисторы с сопротивлением от сотен Ом до единиц кОм изображены на рисунке 2.4, б, в. Топологию, показанную на рисунке 2.4, г, д используют для создания резисторов с сопротивлением до 20 кОм. Еще более высокоомные резисторы (до 60 кОм) имеют форму, показанную на рисунке 2.4, е, или изготавливают в донной части базовой области (рисунок 2.4, ж). Максимальное сопротивление диффузионного резистора на основе базовой области приблизительно равно 60 кОм, а на основе эмиттерной области (3 – 100) Ом. При необходимости создания резисторов с сопротивлением более 60 кОм используют пинч-резисторы, сформированные на основе донной, слаболегированной базовой области (рисунок 2.6). У такого пинч-резистора n+ и p+ - слои закорочены метал лизацией и соединены с выводом резистора, находящимся под большим положительным потенциалом, что обеспечивает обратное смещение всех переходов пинч – резистора.
Рисунок 2.4 – Конфигурации диффузионных резисторов
Рисунок 2.5 – Конструкция пинч – резистора
Таблица 2.3 – Характеристика интегральных резисторов
Тип резистора |
Толщина слоя, мкм |
Поверхностное сопротивление ρS, Ом/□ |
Допуск, % |
TKR(αR) , 1/°С |
Паразитная емкость, пФ/мм2 |
Диффузионный резистор на основе базовой области |
2,5 - 3,5 |
100 – 300 |
±(5 – 20) |
±(0,5 – 3)·103 |
150 – 350 |
Пинч – резистор |
0,5 – 1,0 |
(2 - 15)·103 |
± 50 |
±(1,5 – 3)·103 |
1000 – 1500 |
Диффузионный резистор на основе эмиттреной области |
1,5 – 2,5 |
1 - 10 |
± 20 |
±(1 - 5)·103 |
80 – 100 |
Эпитаксиальный резистор |
7 – 1,0 |
(0,5 – 5)·103 |
±(15 – 25) |
±(2 – 4)·103 |
80 – 100 |
Ионно – легированный резистор n - типа |
0,1 – 0,2 |
(5 – 10)·103 |
± 50 |
±(1,5 – 5)·103 |
200 - 350 |
Эпитаксиальные резисторы формируются с помощью разделительной диффузии. Т.к. эта диффузия самая продолжительная, то разброс номиналов сопротивления эпитаксиальных резисторов значителен. Величина ρS эпитаксиального пинч - резистора может достигать величины (4 - 8) кОм, что значительно выше, чем у обычного эпитаксиального резистора.
Конструкция ионно-легированных резисторов приведена на рис. 2.6. Резистор, показанный на рис. 2.6, а, сформирован имплантацией примеси р - типа в эпитаксиальный (коллекторный) слой и имеет после соответствующей обработки (10 - 20 мин при 500 - 600°С) ρS= (0,5 - 20) кОм/□. Резистор со структурой рис. 2.6, б сформирован имплантацией примеси n - типа в базовый слой и имеет после соответствующего отжига ρS= 500 - 1000 Ом/□. Такие резисторы могут иметь номиналы сопротивлений в сотни кОм и допуск ±10%.
Исходными данными для расчета геометрических размеров полупроводниковых резисторов являются: номинальные значения сопротивления R и допуск на него ΔR; поверхностное сопротивление легированного слоя ρS, на основе которого формируется резистор; среднее значение мощности P и максимально допустимая удельная мощность рассеяния P0; основные технологические и конструктивные ограничения.
Полная относительная погрешность сопротивления диффузионного резистора определяется суммой погрешностей:
(2.25)
где KФ – коэффициент формы резистора;
ΔKФ/ KФ – относительная погрешность коэффициента формы резистора;
ΔρS/ ρS – относительная погрешность воспроизведения удельного поверхностного сопротивления легированного слоя, для типовых технологических процессов ΔρS/ ρS = 0,05 ÷ 1;
αR – температурная погрешность сопротивления.
(2.27)
Рисунок 2.6 – Конструкции ионно-легированный резисторов, сформированных имплантацией примеси p – типа в эпитаксиальный (коллекторный) слой (а) и примеси n – типа в базовый слой (б)
Принимаем, что интегральный полупроводниковый резистор в сечении, перпендикулярном направлению протекания тока, имеет прямоугольную форму. Расчет геометрических размеров резистора начинают с определения его ширины. За расчетную ширину bрасч принимают значение, которое не меньше наибольшего значения одной из трех величин: bТЕХН, bTОЧН bр,т.е.
(2.28)
где bТЕХН - минимальная ширина резистора, определяемая разрешающей способностью технологических процессов;
bTОЧН - 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 технологии bТЕХН= 5 мкм).
Ширину bTОЧН определяют из выражения:
(2.29)
где Δb и Δl - абсолютные погрешности ширины и длины резистивной полоски, обусловленные технологическими процессами.
Для типовых технологических процессов ( Δb=Δl=0,05÷0,1 мкм).
(2.30)
Ширину bР определяют из выражения:
(2.31)
где P0 - максимально допустимая удельная мощность рассеяния, выбираемая в зависимости от типа корпуса микросхемы и условий ее эксплуатации в пределах (0,5 - 4,5) Вт/мм2.
Для составления чертежа топологии следует выбрать шаг координатной сетки. Его выбирают равным 0,5 или 1 мм (допускается 0,1 или 0,2 мм). Задаваясь масштабом 100:1, 200:1, 300:1 и т.д., определяют шаг координатной сетки для фотошаблона, (в случае, если шаг координатной сетки равен 0,1 мм а масштаб 100:1, получаем шаг координатной сетки для фотошаблона равным 0,001 мм), затем промежуточное значение ширины резистора:
(2.32)
где Δтрав - погрешность, вносимая за счет растравливания окон в маскирующем окисле перед диффузией (для типовых технологических процессов Δтрав = 0,2 ÷ 0,5 мкм );
ΔУ - погрешность, вносимая за счет ухода диффузионного слоя под маскирующий окисел в боковую сторону (ориентировочно Δу составляет 60% глубины базового слоя и 80% глубины эмиттерного слоя).
Далее находят топологическую ширину резистора bтоп (ширину на чертеже топологии) и реальную ширину резистора на кристалле после изготовления ИМС.
Если bпром ≥ bтехн, то за bтоп принимают равное или ближайшее к bпром большее значение, кратное шагу координатной сетки, принятому для чертежа топологии.
Реальная ширина резистора на кристалле
(2.33)
Если bпром< bтехн, то за bтоп принимают равное или ближайшее к bтехн большее значение, кратное шагу координатной сетки. Реальную ширину резистора на кристалле определяют так же, как и в первом случае.
Расчетную длину резистора определяют по формуле:
(2.34)
где NИЗГ – количество изгибов резистора на угол 90°;
k1, k2 – поправочные коэффициенты, учитывающие сопротивление контактных областей резистора (рисунок 2.7), зависящие от конфигурации контактных областей резистора, соотношения размеров контактного окна l1, контактной области l2 и реальной ширины резистора b с каждой его стороны;
n1, n2 – число контактных площадок (обычно n = 2).
Рисунок 2.7 – Значения коэффициентов k1 и k2 для расчета диффузионных резисторов при различных конструкциях контактных областей
Следует учитывать, что реальная длина резистора l на кристалле будет меньше топологической длины lТОП на чертеже топологии за счет увеличения геометрических размеров контактных областей резистора с обоих концов в результате боковой диффузии. Поэтому сначала оценивают промежуточное значение длины резистора
(2.35)
За топологическую длину резистора lТОП принимают ближайшее к lПРОМ значение длины, кратное шагу координатной сетки, принятому для чертежа топологии.
Реальная длина резистора на кристалле
(2.36)
Отклонение размеров резистивной области за счет погрешностей ΔТРАВ и ΔУ следует обязательно учитывать при определении величин l1 и l2 и выборе коэффициентов k1 и k2.
При окончательном определении топологических значений bТОП и lТОП рассчитывают сопротивление спроектированного резистора и погрешность, используя реальные значения ширины и длины резистора на кристалле.
Сопротивление резисторов, показанных на рисунке 2.4, определяют по формулам:
для резисторов рисунок 2.4 а, б, г, д
(2.37)
для резистора рисунок 2.4, в
(2.38)
для резистора рисунок 2.4, е
(2.39)
где lΣ - суммарная длина прямолинейных участков; для пинч-резистора рисунок 2.5 ж
(2.40)
где ρ`S - поверхностное сопротивление базового слоя, ограниченного эмиттерным слоем;
ρS - поверхностное сопротивление базового слоя.
2.4. Проектирование и расчет конденсаторов
Характеристики конденсаторов полупроводниковых ИМС невысоки, поэтому при проектировании электрической схемы стремятся избежать их применения. Конденсаторы в полупроводниковой ИМС могут быть выполнены как диффузионные, МДП - конденсаторы, тонкопленочные. Роль диэлектрика могут выполнять обедненные слои обратно смещенных р-n переходов или пленка окисла кремния, роль обкладок выполняют легированные полупроводниковые области или напыленные металлические пленки.
Для формирования диффузионных конденсаторов может быть использован любой из р - n переходов транзисторной структуры. На рис. 2.8 представлены различные варианты структур диффузионных конденсаторов. В табл. 2.4 приведены основные характеристики интегральных конденсаторов.
Недостатком диффузионных конденсаторов является зависимость емкости от напряжения, т.к. ширина обедненного слоя обратно смещенного перехода зависит от приложенного напряжения. Кроме того, для работы диффузионного конденсатора необходима строгая полярность напряжения, т.к. такой конденсатор нормально работает только при обратном смещении р-n перехода.
В МДП - конденсаторе нижней обкладкой служит эмиттерный n+ - слой, верхней - пленка Аl, диэлектриком - тонкие слои SiO2 или Si3N4 (толщина слоя диэлектрика 0,05 - 0,12 мкм). МДП - конденсаторы работают при любой полярности напряжения, однако для их формирования необходимо введение дополнительной операции по формированию тонкого окисла и еще одной операции фотолитографии.
Рисунок 2.8 – Структуры конденсаторов полупроводниковых ИМС на основе переходов Э-Б (а), К-Б (б), К-П (в), параллельно включенных переходов Э-Б и К-Б (г), МДП – конденсатора (д)
Таблица 2.4 - Параметры интегральных конденсаторов
Тип конденсатора |
Удельная емкость C0, пФ/мм |
Максимальная емкость СМАХ, пФ |
Допуск δ, % |
ТКС (αR)·10-3, 1/°С |
Пробивное напряжение UПР, В |
Добротность * |
ДК на переходах: Б - К Э - Б К - П
МДП с диэлектриком: SiO2 Si3N4
Тонкопленочные с диэлектриком: SiO2 Si3N4
|
150(350)** 600(1000)** 100(250)**
400 – 600 800 – 1600
500 – 800 3000 - 5500 |
300 1200 -
500 1200
650 4500 |
±15 – 20 ±20 ±15 - 20
±20 ±20
±20 ±20 |
-1,0 -1,0 -
0,015 0,01
±3 2 - 5 |
30 – 70 7 – 8 35 – 70
30 – 50 50
20 – 40 20 |
50 – 100 1 – 20 -
25 – 80 20 – 100
10 – 100 10 - 100 |
* Для ДК на частоте 1 МГц, для МДП и тонкопленочных конденсаторов на частоте 10 МГц. ** В скобках указаны значения С для вертикальных (боковых) стенок p – n перехода. |
||||||
Исходными данными для расчета конденсаторов являются: необходимое значение емкости С и допуск на него ΔС; рабочее напряжение U, B; интервал рабочих температур ΔТ, °С; рабочая частота f, Гц; основные технологические и конструктивные ограничения. При расчете необходимо выбрать тип и конструкцию конденсатора, определить его геометрические размеры, занимаемую площадь.
Емкость диффузионного конденсатора прямоугольной формы на основе обратносмещенного р-n - перехода определяют по формуле
(2.41)
где C0 и CОБ - удельные емкости донной и боковых частей р-n перехода соответственно; a, b, xj- геометрические размеры р-n перехода.
Соотношение слагаемых зависит от отношения а/b. Оптимальным является отношение а/b = 1, при этом доля "боковой" емкости оказывается минимальной. Значения C0 и CОБ определяют по таблице 2.4. По заданным значениям С, C0, C0Б, Xj находят геометрические размеры конденсатора квадратной формы; если для топологии ИМС требуется конденсатор прямоугольной формы, то один из размеров прямоугольника выбирают, исходя из конструктивных соображений. Расчет еще более упрощается, если значением Сбок можно пренебречь. Для расчета ΔС необходимо учесть погрешности технологии при выполнении геометрических размеров диффузионных слоев и отклонения емкости от номинального значения за счет изменения температуры.
Емкость МДП - конденсатора определяется выражением
(2.42)
где ε и d - относительная диэлектрическая проницаемость и толщина диэлектрика;
C0 - удельная емкость (см. табл. 2.4);
S - площадь верхней обкладки конденсатора. Рабочее напряжение МДП - конденсаторов (обычно 10…50 В) ограничено напряжением пробоя диэлектрика, которое рассчитывают по формуле
(2.43)
где ЕПР - электрическая прочность диэлектрика (для SiO2 ЕПР= 107 В/см ).
При расчете геометрических размеров МДП - конденсатора задаются d, определяют C0 и рассчитывают площадь верхней обкладки.
При вычерчивании чертежа топологии конденсаторов их размеры корректируют с учетом шага координатной сетки.
2.5. Разработка топологии полупроводниковой ИМС
При разработке топологии ИМС необходимо учитывать конструктивно-технологические ограничения (см. рис. 2.9). В таблице 2.5 приведены минимальные размеры для варианта ИМС, выполненной по планарно - эпитаксиальной технологии с использованием изоляции р-n переходом.
Вариант топологии вычерчивают на миллиметровой бумаге в выбранном масштабе. Обычно используемые масштабы кратны 100 (500:1 или 1000:1). При этом следует учитывать основные правила размещения изолированных областей и элементов ИМС:
1) суммарная площадь изолирующих р-n переходов должна быть минимальной;
2) к изолирующим р - n переходам всегда должно быть приложено напряжение обратного смещения, что практически осуществляется подсоединением подложки р - типа, или области разделительной диффузии р+ - типа к точке схемы с наиболее отрицательным потенциалом ;
3)Диффузионные резисторы, формируемые на основе базового слоя, можно располагать в одной изолированной области, которая подключается к точке схемы с наиболее положительным потенциалом (обычно это контактная площадка ИМС, на которую подается напряжение смещения от коллекторного источника питания);
4) резисторы на основе эмиттерного и коллекторного слоев следует располагать в отдельных изолированных областях;
Рисунок 2.9 – Конструктивно – технологические ограничения при разработке топологии ИМС на биполярных транзисторах
5) транзисторы типа n-p-n, коллекторы которых подсоединены непосредственно к источнику питания, целесообразно размещать в одной изолированной области вместе с резисторами;
6) транзисторы типа n-p-n, которые включены по схеме с общим коллектором, можно располагать в одной изолированной области;
7) все транзисторы с различными коллекторными потенциалами должны быть размещены в отдельных изолированных областях;
8) под каждой контактной площадкой создают изолированную область, за исключением контактных площадок с наиболее отрицательным потенциалом;
9) каждый диод на основе перехода база-коллектор должен иметь отдельную изолированную область;
10) диоды на основе перехода эмиттер-база могут помещаться в одну изолированную область;
11) конденсаторы помещают в отдельные изолированные области, за исключением случая, когда один из выводов конденсатора является общим с другой изолированной областью;
12) диффузионные перемычки всегда помещают в отдельные изолированные области;
13) резисторы, у которых нужно точно выдержать отношение номиналов, помещают рядом друг с другом;
14) диффузионные резисторы (кроме эмиттерных) можно пересекать проводящей дорожкой поверх слоя окисла кремния, покрывающего резистор;
15) соединения, используемые для ввода питания, заземления, входной и выходной выводы, необходимо выполнять в виде широких и коротких полосок;
16) контакт к подложке следует располагать рядом с мощным транзистором или как можно ближе к входу или выходу схемы;
17) число внешних выводов к схеме, а также порядок расположения и обозначения контактных площадок выводов ИМС на кристалле должны соответствовать выводам корпуса;
18) первую контактную площадку размещают в нижнем левом углу кристалла и отличают каким-либо особо оговоренным способом. Нумерацию остальных контактных площадок проводят против часовой стрелки;
19) фигуры совмещения располагают одной – двумя группами на любом свободном месте кристалла. Они могут иметь любую форму (чаще всего квадрат или крест). Причем, на каждом фотошаблоне, кроме первого и последнего, имеются две фигуры совмещения, расположенные рядом друг с другом. Меньшая фигура предназначена для совмещения с предыдущей операцией, а большая - с последующей. На первом фотошаблоне расположена только большая фигура, на последнем только меньшая.
Таблица 2.5 - Конструктивно-технологические ограничения
Минимально - допустимые размеры |
мкм |
Ширина линии скрайбирования слоя |
60 |
Расстояние от центра скрайбирующей полосы до края |
|
слоя металлизации или до края диффузионной обла |
|
сти |
50-100 |
Продолжение таблицы 2.5
Минимально - допустимые размеры |
мкм |
Размер контактных площадок для термокомпрессионной |
|
приварки проводников, d1 |
100х100 |
Расстояние между контактными площадками d2 |
70 |
Размер контактных площадок тестовых элементов ра |
|
бочей схемы |
50х50 |
Ширина проводника d3 |
|
при длине ≤ 50 мкм |
4 |
при длине ≥ 50 мкм |
6 |
Расстояние между проводниками d4 |
|
при длине ≤ 50 мкм |
3 |
при длине ≥ 50 мкм |
4 |
Ширина области разделительной диффузии d5 |
4 |
Расстояние от базы до области разделительной диффузии d6 |
10 |
Расстояние между краем области подлегирования коллекторного контакта и краем разделительной области d7 |
10 |
Расстояние между краем разделительной области и краем скрытого n+ - слоя d8 |
10 |
Расстояние между краем контактного окна в окисле к коллектору и краем базы d9 |
7 |
Расстояние между краем контактного окна в окисле к базе и краем базы d10 |
3 |
Расстояние между эмиттерной и базовой областями d11 |
3 |
Расстояние между краем контактного окна в окисле к эмиттеру и краем эмиттера d12 |
3 |
Расстояние между контактным окном к базе и эмиттером d13 |
4 |
Расстояние между базовыми областями, сформированными в одной базе |
9 |
Расстояние между эмиттерными областями, сформированными в одной базе |
6 |
Расстояние между контактным окном к коллектору и областью разделительной диффузии d14 |
10 |
Размеры контактного окна к базе d15 |
4х6 |
Размеры контактного окна к эмиттеру d16 |
4х4 или 3х5 |
Ширина области подлегирования n+ - слоя в коллекторе d17 |
8 |
Ширина контактного окна к коллектору d18 |
4 |
Ширина резистора d19 |
5 |
Размеры окна вскрытия в окисле |
2,5х2,5 |
Перекрытие металлизацией контактных окон в окисле к элементам ИМС d20 |
2 |
Расстояние от края контактного окна к p+ - разделительным областям n – типа для подачи смещения до края области разделения d21 |
6 |
Продолжение таблицы 2.5
Минимально - допустимые размеры |
мкм |
Расстояние от края контактного окна к изолированным областям n – типа для подачи смещения до края области разделения d22 |
6 |
Ширина диффузионной перемычки |
3 |
Размер окна в пассивирующем окисле d23 |
100х100 |
Расстояние от края окна в пассивации до края контактной площадки d24 |
6 |
Расстояние между соседними резисторами d25 |
7 |
Расстояние между диффузионными и ионно – легированными резисторами |
4 |
Расстояние между контактной площадкой и проводящей дорожкой d26 |
20 |
Ширина скрытого n+ - слоя |
4 |
Расстояние между контактными площадками тестовых элементов |
40 |
