Міністерство освіти і науки України НУ «Львівська політехніка» Кафедра ТЕБ Розрахункова робота «Розрахунок технології гібридної тонко плівкової ІМС на основі без корпусного операційного підсилювача» Львів 2007 Завдання 1 Останні числа залікової 08 Вхідні дані: 1. Схема №2 2. Метод виготовлення катодне напилення.
Рис. 1 (Схема 8) Виконуємо перетворення схеми таким чином, щоб всі зовнішні виводи знаходилися на краю довгих сторін підкладки i виключені перетинання плівкових провідників. Рис.2( перетворена схема 8)
мммм 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. Удільний опір вибираю 1000 Ом/квадрат (нітрит танталу). Кф = Ri/ ρs Кф = 25000/1000 = 25 Кф = 30000/1000 =30 Кф = 12000/1000 =12 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*25 =5000 мкм l = 200*30 = 6000 мкм l = 200*12 = 2400 мкм Визначаємо загальну площу всіх резисторів: Sr1 = 2*0.2*6 = 2,4 мм2: Sr2 = 1*0,2*5 =1 мм2 Sr2 = 1*0,2*2,4 =0,48 мм2 : Sr=2,4+0,48+1=3,88 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 = 10000/500 = 20мм2 А та В – довжина та ширина площадки, що займають перекриваючі області нижньої та верхньої об кладок. Визначаємо загальну площу, яка займається всіма елементами: Sr =3,88 мм2 : Sс = 20 мм2: Sопер. = 2.25мм2: Sзагал. = 2.25 +20 +3,88 = 26,13 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. = 26,13*5 = 130,65 мм2 Вибираємо по таблиці 3 підкладку розміром 10*16 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.