Курсовая работа: Разработка конструкции, топологии и технологического процесса изготовления интегральной микросхемы усиления тока индикации кассового аппарата

Рис. 3. Зависимость удельного сопротивления Si от концентрации примеси при температуре

Из графика  приближенно определим концентрацию примеси в эмиттере  

Рис. 4. Зависимость подвижности электронов от концентрации доноров в кремнии

Из графика  .

Тогда  

Поделим  на , .

Рис. 5. Графики для определения параметра Dt в эмиттерной области (этап разгонки)

Из графика  получим  

Концентрация примеси доноров в эмиттере  . Пусть ,  

Из графиков ,  

Отсюда  Доза легирования в процессе загонки определяется по формуле  Отсюда для процесса загонки примеси в эмиттер (5)

Полагая  (6).

При   по графику , . Из (6)

Окончательно:  ;  ;  ;

 ; .

Расчет поверхностного сопротивления областей транзисторов

Для контроля и проектирования диффузионных резисторов необходимо знать величины поверхностных сопротивлений областей транзистора, которые определяются по формуле: .

1) Определим поверхностное сопротивление коллектора:  по графику , при  

Для равномерно легированного кремния .

2) Определим поверхностное сопротивление базовой области:  где  - средняя концентрация введенной примеси;  при равномерно легированном коллекторе ,  – подвижность дырок в области базы,  – суммарная концентрация примеси на глубине  .

Рис. 6. Зависимость подвижности электронов от концентрации доноров в кремнии при

Рис. 7. Зависимость подвижности дырок от концентрации акцепторов в кремнии при

Из графика  , тогда ,

3) Определим поверхностное сопротивление эмиттерной области:

;

Для диффузионных областей, где распределение примеси неравномерно по глубине, разность концентраций должна иметь смысл средней концентрации, нескомпенсированной примеси , найденной в пределах . , где  – полная концентрация веденной примеси.   

 – средняя концентрация р - примеси до .

Находим  также как и , только берем , ,  и .

 Получим, что

 .

По графику  при  , тогда  .

Окончательно: ;  

Топологический расчет транзистора

Цель топологического расчета – получение в плане минимально возможных размеров областей транзистора, которые зависят от мощности рассчитываемой транзистором и следующими топологическими ограничениями.

а) Минимальный размер элемента топологического рисунка аmin обусловленный разрешающей способностью процесса фотографии (4мкм).

б) Максимальное отклонение размера элемента рисунка ±∆1 = 0,5 мкм обусловлены погрешностями размеров элементов рисунков фотошаблона и погрешностями размеров на операциях экспонирования и травления.

в) Погрешностями смещения ±∆2 = ±2 мкм.

г) Боковая диффузия примеси под маскирующий окисел.

При высоких уровнях тока резко проявляется эффект оттеснения эмиттерного тока. Поэтому токонесущая способность транзистора определяется не площадью эмиттера, а периметром. Отсюда при проектировании эмиттера необходимо обеспечить максимальное отношение периметра к площади.

Рассчет эмиттерной области

Размер окна под эмиттерный контакт lЭКмин =аmin = 4мкм.

Примем lЭК = 10мкм

Размер проводника над эммитером:

Рис.8

lЭП ³ lЭК + 2 ∆2+2 ∆1 = 15 мкм.

При дальнейшем расчете необходимо учесть следующие требования:

а) Расчет вести на наиболее неблагодарное сочетание погрешностей;

б) Отсутствие перекрытия перехода кромкой проводника (уменьшение паразитной емкости);

в) Полное заполнение металлом окна под контакт;

г) Расстояние между боковыми переходами смежных областей равно диффузионной длине не основных носителей.

Рис.9

Учитывая условие б) имеем:

lЭ = lЭП +2∙∆l + 2 ∙∆2=15 + 1 + 4 = 20 мкм

Размер окна под диффузию эммитерной области:

lОЭ = lЭ – 2 ∙ Хпер(Э-Б)= 20 – 4 = 16 мкм.

Периметр эмиттерной области можно определить по формуле:

П = 6 ∙ JЭ1 = 2 ∙ l Э1 + 2 ∙ l Э2 (в мкм) (*)

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6