Разработка конструкции полупроводниковых интегральных микросхем, страница 7

Проектирование пленочных резисторов осуществляется аналогично проектированию диффузионных. Выбор сопротивления слоя резистивной пленки осущесвляется из условия минимальной занимаемой площади всеми резисторами ИМС на поверхности кристалла по формуле

Где åR_i и å(1/R_i)   -   соответственно, сумма величин сопротивлений всех резисторов ИМС (R_i ) и сумма величин, обратных сопротивлению этих же резисторов. Величина оптимального слоя резистора опраделяет выбор материала резистивного слоя из табл.3.

При расчете граничной частоты использования проектируемых пленочных резисторов паразитную емкость резистора определяют по формуле

где  e и d -  соответственно, относительная диэлектрическая постоянная и толщина окисной пленки  SiO₂ на поверхности кристалла ИМС (ориентировочно e=4 ,d=1 мкм).

§ 4.    Разработка структуры кристалла интегральной микросхемы.

Структура ППИМС в глубь кристалла строится на основе структуры ИБТ (рис.1,2), т.е. распределение примесей в кристалле для формирования таких элементов как диоды и диффузионные резисторы должно соответствовать распределению примесей в структуре ИБТ (рис.3,4). Размеры элементов в плоскости кристалла определяются требованиями на электрические параметры этих элементов и с учетом их изоляции. После того, как определены размеры всех элементов ИМС, осуществляют компоновку элементов в пределах кристалла и разрабатывают схему соединений элементов. Итак, процесс разработки структуры кристалла ППИМС вклю-

чает:

- определение  размеров кристалла и компоновку элементов в пределах этих размеров,

- размещение элементов в пределах кристалла и составление схемы соединений, т.е.

      разработку топологической схемы.

 Всегда желательно размеры кристалла выбирать по возможности минимальными, так как

при этом увеличивается число годных ИМС (рис.14) и увеличивается ихчисло с групповой

пластаны [5].

%                  Выход годных ИМС

Рис.14

ориентировочно размеры кристаллаИМСоценивают по формуле

где a - коэффициент неплотной упаковки элементовна поверх­ности кристалла,

 ориентировочно aравно от 1,5 до 2,0 ,

- соответственно, сумма  площадей под интегральные

транзисторы, диоды, резисторы и конденсато­ры,

Nв и Sв - соответственно, число выводов и площадь контакт­ного вывода на кристалле.

Размеры площадей интегральных элементов в формулу (31) подставляются с учетом зазоров

 на изоляцию, а размеры площади контактного вывода Sв выбираются в пределах 75х75

или 100х100 мкм².

При компоновке в пределах кристалла элементы рационально группировать по изолирующим

областям, а контактные выводы размещать по краям кристалла. В общие изолирующие области

объединяются транзисторы с однопотенциальным (общим) коллектором, а такае все базовые

резисторы. Пример компоновки по изолирующим областям для конкретной ИМС дан на рис.15.

Видоизменив электрическую схему с учетом размещенния выводов ИМС и группировки по

изолирующим областям, можно получить схему раскладки элементов в пределах кристалла,

которая может помочь в последующем улучшении размещения элементов (оптимизации

размещения). Из схемы раскладки элементов определяются возмовные пересечения в

топологической схеме. Следует иметь в виду, что пересечения в одном слое металлизации

не допустимы. Однако пересечения на основе диффузионных резистров и диффузионных

проводников допускаются в топологии ППИМС (рис.16). Перебрав несколько вариантов

схем раскладки элемен­тов, выбираем схему, не имеющую неразрешенных пересечений (рио.17).

Последующее размещение элементов в пределах кристалла согласно выбранной схеме

раскладки элементов выполняют с учетом ре­альных размеров элементов и зазоров

между элементами. Опреде­лим основные правила размещения элементов, определяющие