Міністерство освіти і науки України НУ «Львівська політехніка» Кафедра ТЕБ Розрахункова робота «Розрахунок технології гібридної тонко плівкової ІМС на основі без корпусного операційного підсилювача» Перевірила Львів 2007 Завдання 1 Останні числа залікової 08 Вхідні дані: 1. Схема №2 2. Метод виготовлення катодне напилення.
Рис. 1 (Схема 2) Виконуємо перетворення схеми таким чином, щоб всі зовнішні виводи знаходилися на краю довгих сторін підкладки i виключені перетинання плівкових провідників. Рис.2( перетворена схема 2)
Розрахунок розмірів пасивних елементів Розмір та конфігурацію плівкових резисторів знаходять по заданих номінальних опорах Ri та удільному опорі ρs вибраного з таблиці 1. Табл.1 Знаходимо коефіцієнт форми всіх резисторів. Так як в моїй роботі всі резистори з однаковим опором 10КОм, то і коефіцієнт форми та габарити будуть одні і ті ж. Удільний опір вибираю 1000 Ом/квадрат (нітрит танталу). Кф = Ri/ ρs Кф = 11000/1000 = 11 Кф = 22000/1000 =22 Вибраний матеріал виконує умову Кф. < 50, а також виконує умову Кф ≥ 10 (резистор зигзагоподібний(меандр) або кілька послідовних). Розрахунок довжини l плівкового резистора. Так як допуск та розсіювана потужність не задані, то можна прийняти b = b min = 200 мкм (при масочному методі виготовлення) Визначивши значення b, обчислюємо l: l = Кф* b min l = 200*11 = 2200 мкм l = 200*22 = 4400 мкм Визначаємо загальну площу всіх резисторів: Sr1 = 2*0.1*2,2 = 0.44 мм2: Sr2 = 1*0.1*1,1 = 0.11 мм2: Sr=0,44+0,11=0,55 мм2 При розрахунку плівкових конденсаторів з початку вибираємо матеріал діелектрика з таблиці 2 у відповідності з заданим способом нанесення плівкита удільному опорі ρs вибраного з таблиці 1. Табл.2 Після вибору матеріалу (Окису танталу Со = 500 пф/мм2 ) обчислюємо площу конденсатора: S = Ci/Co = A*B S = 5000/500 = 10мм2 А та В – довжина та ширина площадки, що займають перекриваючі області нижньої та верхньої об кладок. Визначаємо загальну площу, яка займається всіма елементами: Sr = 0.55 мм2 : Sс = 20 мм2: Sопер. = 2.25мм2: Sзагал. = 2.25 +20 + 0.55 = 22,8 мм2 Враховуючи площу з’єднань, проміжки між елементами ІМС і відстань від краю підкладки, потрібно збільшити сумарну площу в 4 – 5 раз. Отже сумарна площа: Sсум. = 22,8*5 = 114 мм2 Вибираємо по таблиці 3 підкладку розміром 10*12 мм2 Табл. 3 Завдання 2 За даним варіантом принципової схеми скласти та накреслити фрагмент структури кристалу напівпровідникової інтегральної мікросхеми (в перерізі), яка виготовляється за пленарно-епітаксальною технологією з ізоляцією елементів pn – переходами. Креслення виконано на міліметрівці згідно заданої схеми. Фотошаблон 1 використовується в процесі формування областей захованого п-шару, тому вікна (прозорі ділянки) у цьому фотошаблоні мають таке ж розташування і ті ж розміри, як і область п-шару. Фотошаблон 2 призначений для проведення роздільної дифузії акцепторних домішок в епітаксіальний п шар для утворення ізольованих областей (кишень), тому вікна цього фотошаблону відповідають проміжкам між кишенями. Фотошаблон 3 необхідний для проведення дифузії р-областей(без прп-транзисторів), тому вікна цього фотошаблону відповідають розмірам базових областей. Фотошаблон 4 використовується при формуванні емітерних областей і приконтактних п- областей колекторів. Вікна цього фотошаблону відповідають розмірам цих областей. Фотошаблон 5 використовується для формування вікон в шарі двоокису кремнію (SiO2) під контакти, які потім заповнюються металом при металізації всіє поверхні кристалу для створення з’єднань між елементами. Фотошаблон 6 використовується в процесі травлення проміжків в суцільному шарі металу для отримання рисунку з’єднань між елементами на поверхні кристалу. Вікна фотошаблону 6 відповідають проміжкам, які необхідно створити в шарі металу між смужками з’єднань елементів.