Страница: 9/10
|
|
( 6.1 ) |
где eд/э – диэлектрическая постоянная диэлектрика; e0 – диэлектрическая постоянная вакуума, e0=8,85·10-6 пФ/мкм; S – площадь верхней обкладки, мкм2; d – толщина диэлектрика, мкм.
В противоположность диффузионным конденсаторам МДП-конденсаторы могут работать при любой полярности приложенного напряжения. Кроме того, их емкость не зависит от приложенного напряжения и частоты переменного тока.
Исходные данные для расчета.
необходимое значение емкости: С = 20 пФ;
допуск на емкость: DС = 20%;
рабочее напряжение: U = 4 В;
интервал рабочих температур (УХЛ 3.0): Тmin = -60 °C, Тmax = +40°С;
рабочая частота: 500 МГц.
1. Задаемся напряжением пробоя конденсатора исходя из заданного рабочего напряжения:
|
Uпр = (2…3)U |
( 6.2) |
В нашем случае Uпр = 12 В.
2. Определяем толщину диэлектрика, мкм:
|
d = Uпр / Епр |
( 6.3) |
где Епр – электрическая прочность диєлектрика, для SiO2 Епр = 103 В/мкм.
В нашем случае d = 0,012 мкм
3. Емкость МДП – конденсатора определяется по формуле, ( 6.1), пФ, исходя из которой площадь верхней обкладки, мкм2:
|
|
( 6.4 ) |
eSiO2 @ 4, в нашем случае S = 6822,76 мм2.
Ширина конденсатора, мкм:
|
|
( 6.5 ) |
В нашем случае 
=82,6 мкм
4. Выбираем расстояние координатной сетки для черчения h равным 1 мм, масштаб M выбираем равным 500:1.
Расстояние координатной сетки:
|
Hf = h/M |
( 6.6 ) |
В нашем случае Hf = 2 мкм.
5. Приводим ширину конденсатора к расстоянию координатной сетки:
|
атоп = [ |
( 6.7 ) |
здесь [х] – целая часть х.
В нашем случае атоп равно 41 расстоянию координатной сетки.
6. Рассчитываем емкость Срасч рассчитанного конденсатора по формуле ( 6.1):
Срасч = 20,1271 пФ.
7. Рассчитываем отклонение Срасч от С:
|
|
( 6.8 ) |
В нашем случае DСрасч = 0,636%, что вполне удовлетворяет заданной в начале расчета погрешности.
7. Особенности топологии разрабатываемой ИМС.
Для построения чертежей кристалла и фотошаблонов используется программа АutоСАD 2000 ( разработчик – компания Autodesk ).
При построении чертежей фотошаблонов учтены допуски на минимальные расстояния между отдельными элементами интегральной микросхемы
Все резисторы данной схемы реализуются в базовом слое. Следовательно на n карман в котором они находятся подается максимальное напряжение действующее в этой схеме т.е. напряжение питания.
Конденсаторы данной ИМС реализуются по МДП-технологии, что предполагает дополнительный этап фотолитографии для создания слоя тонкого диэлектрика МДП-структуры.
На этапах изготовления ИМС используется негативный фоторезист, кроме этапа разделительной р диффузии когда используется позитивный фоторезист.
Топология кристалла и фотошаблонов представлена на чертежах.
Выводы.
В данной работе была разработана топология и рассчитаны параметры интегральной логической схемы резисторно-емкостной транзисторной логики (РЕТЛ). Приведенные расчеты подтверждают полное соответствие разработанной ИМС требованиям технического задания. Топология микросхемы разработана с учетом технологических возможностей оборудования. Линейные размеры элементов и расстояния между ними больше минимально допустимых, что обеспечит меньшую погрешность при производстве, а следовательно, и больший выход годных изделий при групповом производстве.
Электрические параметры схемы учитывают работу схемы в реальных условиях, а именно скачки питающего напряжения и напряжения на логических входах.
Реферат опубликован: 2/08/2009