4. Лабораторные задания и Методические указания по их выполнению
4.1. Задание №1
Рассчитать топологические параметры резистора интегральной микросхемы, для последующего топологического проектирования. Топологические параметры резистора это длинна (L) и ширина (W).
Общее сопротивление резистора можно выразить следующим соотношением:
,
(1)
где
— среднее, удельное
сопротивление; L — эффективная длина
резистора; S—площадь его поперечного
сечения, равная ширине резистора W,
умноженной на глубину перехода хр.
В диффузионных резисторах из-за неоднородного распределения примесей трудно аналитическим способом определить среднее удельное сопротивление. В литературе приводятся подробные таблицы значений ρ для различных профилей распределения примесей и концентраций.
При практических расчетах резистора наиболее подходящим параметром является сопротивление слоя СЛ (слой поликремния), которое можно определить как
.
(2)
Сопротивление слоя выражается в Омах и равно сопротивлению единичного квадрата данного материала. Поэтому эту размерность принято выражать как Ом/квадрат.
Поскольку и хр — величины, определенные диффузионными профилями транзистора, СЛ автоматически становится конструктивным параметром резистора, связанным с диффузионным режимом, для данной библиотеки gpdk090 СЛ = 100 Ом.
Для данной величины СЛ общее значение R можно выразить следующим образом:
.
(3)
Сопротивление СЛ имеет положительный температурный коэффициент из-за уменьшения подвижности носителей с увеличением температуры. Размеры L и W представлены в нанометрах. Обычно у резисторов длинна во много раз больше ширины.
4.2. Задание №2
Спроектировать топологию резистора ИМС в САПР Cadence Virtuoso (Рис. 4), определить его длину и ширину по формуле 3.
Для выполнение данного лабораторного задания нам необходимы следующие слои: основной слой резистора (POLY), слой метала (MET1). Для проектирования откроем редактор топологий в Cadence Virtuoso.
Далее создадим новую ячейку (Cell) в Library Manager (Library Manager→New → Cell View). Важно помнить, что при работе с топологией, необходимо создавать ячейку в режиме топологии (layout). В окне LSW (окно работы со слоями) выберем нужный нам слой поликремний (POLY) и начертим нужный нам размером прямоугольник.
Рис. 4. Топология резистора ИМС
Для того, что бы определить размеры объектов в редакторе топологий Virtuoso необходимо использовать фунцию Ruler, для этого в меню Tools выбрать Create Ruler. Ruler – это измерительная функция в САПР Cadence Virtuoso.
Для создание прямоугольных фигур используется функция Rectonagle, чтобы воспользоваться данной функции необходимо в меню Create выбрать Share→Rectongle.
Варианты лабораторного задания представлены в таблице
Номер варианта |
Сопротивление резистора, Ом |
1 |
500 |
2 |
330 |
3 |
1000 |
4 |
350 |
5 |
450 |
6 |
1500 |