2. Перечислите направления сокращения потерь «пассивной» площади кристалла в проектировании конструкции микросхем на биполярных транзисторах.

Сокращение потерь площади на зазоры (нерабочая площадь кристалла) между радиоэлементами обеспечивается следующими проектными решениями:

• применение технологических вариантов структур, допускающих уменьшение ширины зазора между структурами;

• выбором топологических конфигураций радиоэлементов с минимальным периметром при фиксированной площади элементов (стремление к квадратной форме элементов);

• расширением «нагрузки» на третье измерение в компоновке радиоэлементов (реализация трехмерных структур, этажности конструкций, топологий для более эффективного использования подложки)

• совмещение нескольких функциональных элементов в одном изолированном «кармане» (например использование областей базы и коллектора в качестве резисторов)

• образование функциональных элементов в двух слоях по глубине

2. Назовите четыре группы функциональных параметров диодов интегральных микросхем определяющих выбор их структур, топологических форм и размеров?

1. Напряжения диода:

• допустимое рабочее напряжение обратного включения;

• прямое напряжение диода (напряжение спрямления);

2. Токи диода:

• рабочий ток прямого включения;

• обратный ток диода;

3. Емкости диода:

• диффузионная емкость;

• барьерные емкости диода и изоляции;

4. Сопротивление прямого включения диода.

Справедливости ради, стоит сказать, что еще есть время переключения диода. Эта величина определяется из емкостей диода, поэтому нет смысла выделять ее отдельно. Можно упомянуть этот параметр в группе емкостей, сославшись на вышеупомянутую зависимость.

2. Назовите варианты топологических форм и состав функциональных параметров резисторов полупроводниковых микросхем, определяющих выбор их структур, топологических форм, расчёт размеров?

Топологические конфигурации резисторов представляют выделенные в выбранном (коллекторном, базовом или эмиттерном) слое полосы. Топологические конфигурации различаются количеством и типом изгибов резистивной полосы, соотношение ширины резистивной полосы и ширины контактной области. Топологические решения применяются для рационализации расположения резисторов и уменьшение занимаемой ими площади, за счет увеличения компактности.

1) 2) 3) 4)

Параметрами полупроводникового резистора являются:

– рабочее напряжение, Uраб;

– номинальное сопротивление резистора, R;

– допустимое производственное отклонение сопротивле-

ния, dR;

– допустимое эксплуатационное отклонение сопротивле-

ния, dRэ;

– верхняя граничная частота резистора, Fгр.

2. Назовите пять групп функциональных параметров мдп-транзисторов цифровых интегральных микросхем, определяющих проектирование их структуры и топологии?

Основными для МДП -транзисторов являются стоковая характеристика Ic=f(Uc) при Uз = const и стоко-затворная характеристика Ic= f(Uc) при Uc = const

Функциональные параметры МДП-транзисторов: рабочие напряжения затвора Uз и стока, Uc; рабочий ток стока, Ic; крутизна, S; дифференциальное сопротивление канала (сопротивление канала на крутом участке ВАХ), Rк; пороговое напряжение, U0; время переключения, tпер.

Рабочие напряжения для МДП-транзистора при известной критической напряженности электрического поля ограничивают верхний предел легирования подложки и допустимую толщину подзатворного диэлектрика.

Рабочий ток стока определяется параметрами материалов и выбранными размерами и должен удовлетворять эксплуатационным требованиям. (либо по остаточному напряжению на открытом транзисторе U0 , или по мощности рассеяния).

Крутизна ВАХ транзистора S характеризует усилительные свойства S = dIc/dUз.

Сопротивление канала открытого транзистора Rк определяется как дифференциальный параметр Rк = 1/(dIc/dUc) в области Uс < Ucнас при Uз = const

Быстродействие МДП-транзистора определяется временем пролета носителей заряда в канале Тпк и временем заряда/разряда паразитных емкостей транзистора. Сумма Тпк + Tk= tпер