36.3 Методы проектирования рэс. Требования, предъявляемые к процессу проектирования.

Существующие методы проектирования делятся на две группы: эвристические методы и алгоритмические методы.

1. Эвристические методы — способствуют исключительно деятельности человека, направленной на решение вопросов, возникающих при рассмотрении задачи. Они представляют собой упорядоченные в какой-то мере правила и рекомендации, помогающие при решении задачи без предварительной оценки результата.

Наиболее распространены:

1) Метод элементарных вопросов.

2) Метод аналогий.

3) Метод «от целого к частному» (принцип синергии).

4) Метод наводящих операций.

5) Метод коллективного спонтанного мышления.

2. Алгоритмические методы - относительно больше формализованы. Эти методы создают рациональный переход от замкнутого мышления к открытому рассуждению. Они используют возможности дедукции, стремятся к определению операций и их очередности, а также связи между операциями. В результате создается ряд последовательных и приближающих к цели процедур (логических и матем-ких алгоритмов).

Наиболее распространенными принципами алгоритмизации проектных процедур являются:

1.Графы зависимости; 2.Сетки связей; 3.Через разделение к целому; 4.Элементарные комбинации; 5.Исключение избыточности; 6.Структурные карты; 7.Морфологические карты; 8.Математические модели; 9.Прямая минимизация при косвенном ограничении; 10.Сложная оптимизация.

При выборе методов решения в процессе проектирования РЭС следует различать единичное, вариантное и оптимальное конструирование.

1.При единичном конструировании на основании технической характеристики необходимо искать пути решения, сравнивая полученный проект с заданием, при этом различные варианты не сопоставляются.

2.Вариантное конструирование характеризуется тем, что разрабатывается общий принцип решения, а для решения конкретной задачи берется один из возможных вариантов общего решения.

3.Оптимальное констр-ие отличается от вариантного стратегией поиска. Стратегия поиска - это алгоритм, реализующий получение альтернативных решений, улучшающихся в отношении заданной целевой функции.

Для оценки эффективности применяемых методов проектирования по сравнению с другими методами имеются следующие критерии:

1.Качество проектирования

2.Сроки разработки

3.Стоимость проектирования

4.Число занятых специалистов-разработчиков

36.4 Конструктивно-технологические варианты изоляции элементов микросхем друг от друга.

Изоляция эл-в обратно смещенным р-n переходом с использ разделительной диффузии в эпитакс слое.

Особенности изоляции p-n переходами. В подложке перед наращиванием эпитаксиального слоя создают скрытый n⁺слой (локальной диффузией донорных примесей (мышьяк или сурьма) с малым коэфф диффузии по сравнению с бором или фосфором). Далее наращивают эпитак слой. При последующих операциях скрытый n⁺ слой под действием высоких температур расширяется как в область подложки, так и в область эпитаксиального слоя. Затем формир изолирующую область p⁺ типа диффузией бора через маску из SiO₂ на глубину, превышающую толщину эпитакс слоя. Базовую область формир локальной диффузией бора на глубину 2…3 мкм. Затем локальной диффузией создают эмиттерную область n-типа и коллекторную контактную область. Донором служит фосфор, имеющ повышенный коэфф диффузии и повыш растворимость в кремнии. Глубина залегания эмиттерного перехода составляет 1,5…2 мкм.

В пленке SiO₂, покрывающей поверхность кристалла, создают контактные отверстия, через которые напыляют пленки Al для создания контакта к эмиттерной, базовой, коллекторной областям и подложке. Одновременно создают внутрисх соединения.

В режиме насыщения или в инверсном режиме эл переход n-n⁺ на границе скрытого слоя отражает дырки, инжектируемые из базы в коллектор. Поэтому при прямом смещении коллекторного перехода в структуре со скрытым слоем дырочная составляющая тока этого перехода ниже, чем в структуре без скрытого слоя, следовательно, увеличивается коэффициент передачи.

Изоляция элементов с помощью диэл слоя м/у подложкой и выделяемой у поверхности области полупроводника (рис. 4), в которой затем создается тот, либо иной элемент схемы, например n-p-n транзистор, В качестве диэл использ SiO₂. По сравнению с изоляцией p-n-переходом диэл изоляция позволяет снизить емкость м/у эл-ми микросхемы и подложкой, на порядок уменьшить ток утечки. Схемы с такой изоляцией обл лучшими частотн св-ми, имеют более высокое пробивное напряжение и лучшую радиационную стойкость. Однако диэл изоляция плохо отводит тепло из-за низкой теплопроводности изолирующего слоя.

К перспективным относится изопланарная технология изготовления элементов интегральных схем, основанная на применении в качестве изоляции термически выращенного окисла SiO₂