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

Jэ – максимальный ток эмиттерной области, мА.

l Э1, l Э2 – длина и ширина эмиттерной области, мкм.

l Э1min =amin=2Xпер Э-Б=4+4=8 мкм

Примем l Э1 = 25 мкм;

Из формулы (*):  мкм; при JЭ =20 мА.

Окончательно: l ЭП =15 мкм; lЭК = 10 мкм;

lОЭ = 16 мкм; lЭ=20 мкм;

Расчет размеров базовой области

Топологический расчет базовой области сводится к определению расстояния между переходами в месте расположения базового контакта dБ1

и расстояния dБ2 на участках, где нет контакта.

Размер окна под базовый контакт lБК≥ 2аmin.

Размер базового проводника

lБПмин = lБК + 2∙∆1 + 2∙∆2=8 +1 + 4 = 13 мкм.

Примем lБП=17,5

Учитывая требования б), размер между переходами Э-Б и Б-К, где есть базовый контакт:

dБ1= lБП+2∙∆1+2∙∆2+аmin= 17,5 + 1 + 4 + 4 = 26,5 мкм.

Рис.10

Размер между переходами Э-Б и Б-К со стороны, где нет базового контакта

Рис.11

При соблюдении требования г) {lПБ = 4 мкм.}

dБ2 = lПБ + ∆1 + ∆2 = 6.5 мкм. Примем dБ2 = 7 мкм.

Определим большую сторону базовой области:

lБ1 = lЭ + dБ1 + dБ2 = 25 + 26,5 + 7 = 58,5 мкм.

Определим размер меньшей стороны базовой области:

lБ2 = lЭ + 2 ∙ dб2= 25 + 14 = 39 мкм.

Размеры окна под диффузию базы:

lБО1 = lБ1 – 2∙Хпер.(Б-К) = 52,5 мкм.

lБО2 = lБ2 – 2∙Хпер.(Б-К) = 33 мкм.

Окончательно: lБК = 8 мкм; lБ2= 39 мкм. lБО1= 52,5 мкм.

lБП= 17,5 мкм. lБ1= 58,5 мкм. lБО2= 33 мкм.

Расчет размеров коллекторной области

Размер окна под коллекторный контакт примем:

lon+ = lКК = 2аmin = 8 мкм.

Тогда размер коллекторного проводника:

lКП = lКК + 2 ∙ ∆1 + 2 ∙ ∆2 = 13 мкм.

а размер между переходами К-П и Б-К в стороне контакта:

dК1 = lКП + 2 ∙ ∆1 + 2 ∙ ∆2 + аmin = 22 мкм.

Размер между переходами К-П и К-Б в стороне, где нет контакта, но есть n+-область:

ln+ = lоn+ +2 ∙ Хпер.(Б-Э)= 8 + 4 = 12 мкм.

dK2 = ln+ + 2 ∙ ∆1 + 2 ∙ ∆2= 12+ 1 + 4 = 17 мкм.

Рис.12

Размер большой стороны коллекторной области:

lK1 = lБ1 + dК2 + dК1=58,5 + 39 = 97,5 мкм.

lК2 = lБ2 + 2∙dК2= 67+ 39 = 106 мкм.

Размер окна под разделительную диффузию примем lор = аmin = 4 мкм.

Тогда размер между коллекторными областями в плане (ширина изолирующего канала):

B = lOP + 2∙Хпер(К-П)=4 + 2 ∙ 2 = 8 мкм.

Окончательно: lКК = 8 мкм lК2 = 97,5 мкм ln+ = 12 мкм lOP = 4 мкм

lКП= 13 мкм lК1= 106 мкм в = 8 мкм

Расчет геометрических размеров резисторов

Расчет геометрических размеров интегрального полупроводникового резистора начинают с определения его ширины. За расчетную ширину b резистора принимают значение, которое не меньше наибольшего значения одной из трех величин: bтехн, bточн, bр, т.е. , где bтехн - минимальная ширина резистора, определяемая разрешающей способностью технологических процессов (4 мкм); bточн - минимальная ширина резистора, при которой обеспечивается заданная погрешность геометрических размеров; bр - минимальная ширина резистора, определяемая из максимально допустимой мощности рассеяния.

Расчет геометрических размеров резистора R1-R3, R5, R6 (Б.О.):

Расчет геометрических размеров резистора R4(Б.О.):

Расчет геометрических размеров резистора R7-9(Б.О.):

Расчет геометрических размеров конденсаторов

Рис.13

Тип конденсаторов выберем на основе базово-коллекторного перехода, т.к. он обладает высокой добротностью, достаточным пробивным напряжением и средней удельной емкостью

Расчет топологии полупроводникового кристалла

1. Определим площадь, занимаемую элементами на кристалле. Площадь, занимаемая активными элементами:

,

где  - площадь одного транзистора; n – число активных элементов.

2. Определим площадь под диоды:

где  - площадь одного диода;

3. Определим площадь под резисторы:

где m – число резисторов.

3. Определим площадь под конденсаторы:

4. Площадь активной зоны: К – коэффициент запаса, зависит от плотности разводки металлизации.

Процесс сборки упрощается при квадратной форме кристалла:

Интегральная схема 13 выводов (контактных площадок). При термокомпрессии проводом 28 мкм ширина площадки будет равна , где D – диаметр проволоки; K – коэффициент, равный  отсюда  с запасом 100 мкм. Расстояние между центрами контактных площадок не менее 200 мкм. Линия скрайбирования для уменьшения вероятности скола взята шириной 100 мкм.

Примечания:

1. Проводники металлизации алюминием выполняются толщиной 1 мкм. Ширина проводника определяется из соотношения  (находится в пределах 10:20 мкм).

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6