1.3 Место и преемственность изучения дисциплины

Изучение курса “Проектирование интегральных микросхем и микропроцессоров” базируется на ряде предшествующих дисциплин учебного плана специальности 210202:

1 Физические основы микроэлектроники - (3 курс)

2 Материаловедение и материалы ЭС (3 курс)

3 Физико-химические основы технологии электронных средств - (4 курс)

4 Теоретические основы проектирования, производства и надежности ЭС - (4 курс)

5 Технология ЭВС-1 (4 курс)

6 Схемотехника электронных средств (4 курс)

7 Информационные технологии проектирования электронных средств (5 курс)

Дисциплина 1 формирует основу для восприятия конструкций элементов, использующих эффекты контактных переходов в твердых телах (структуры p-nпереходов, металл-диэлектрик-металл, металл-диэлектрик.)

Дисциплины 2,3 формируют знания физических и химических свойств полупроводниковых, диэлектрических, проводящих материалов, применяемых в конструкциях ИМС и МП.

Дисциплины 4,5 формируют необходимый уровень знаний по технологии производства изделий микроэлектроники, обеспечению надежности и оценке показателей качества проектных решений.

Дисциплина 6 формирует комплекс знаний и умений по схемотехнической организации микросхем и учету влияния допусков параметров элементов и компонентов на электрические показатели микросхем.

Дисциплина «Информационные технологии проектирования электронных средств» актуальна для ряда разделов конструкторского проектирования (расчеты, оценки, размещение и соединение объектов конструкций, оформление документации

Дидактические единицы теоретической подготовки в содержании программы выделены подчёркиванием.

2.Содержание дисциплины

Темы, содержание и объём лекционных занятий - 10 часов

Тема 1 Введение – 0,5 часа (срс- 4 часа) 8 сем.

Термины и определения предметной области. Классификация микросхем. Конструкции ИМС. Состав конструкции ИМС. Задачи и этапы проектирования ИМС.

Тема 2Конструкции элементов полупроводниковых интегральных микросхем (имс)– 1.5 час (срс- 18 часов).

Элементы кристаллов ИМС технологии биполярных транзисторов (БПТ). Свойства изоляции элементов. Базовый элемент биполярных структур. Технологические варианты биполярных структур. Ограничения технологии. Сравнительная характеристика вариантов.

Планарность конструкций элементов ИМС. Следствия планарности. Параметры слоёв биполярных структур. «Первичные» и «вторичные» параметры. Оценка и расчет «вторичных» параметров слоев.

Проектные параметры БПТ цифровых ИС. Специфика БПТ аналоговых ИМС. Обеспечение электрической прочности структуры БПТ. Выбор параметров структуры по показателю «коэффициента передачи тока» в структуре БПТ.

Тема 3 Расчёт параметров конструктивных элементов и разработка топологии биполярных имс – 2,5 часа (срс- 30 часов).

Выбор размеров и формирование топологических конфигураций БПТ ИМС. Обеспечение рабочих токов. Учет проблем планарности конструкции в размерах и влиянии на передачу тока.

Оценки межэлектродных сопротивлений, емкостей, времени переключения тока в БПТ. Ключевые свойства БПТ, как функция формы и размеров. Схема замещения с элементами физико-топологической модели. Алгоритм проектирования топологии БПТ.

Диоды ИМС. Сравнительная характеристика структур планарных диодов ИМС. Проектные параметры диодов. Выбор размеров и формирование топологии диодов ИМС. Схема замещения планарного диода. Элементы физико-топологической модели. Влияние барьерных и диффузионных емкостей на время переключения. Алгоритм проектирования диодов. Диоды Шоттки. Конструкция планарного диода Шоттки. Специфика свойств.

Резисторы ИМС. Структуры резисторов БП ИМС. Проектные параметры. Расчетные соотношения. Топологические конфигурации. Выбор форм и размеров резисторов. Электрическая схема замещения. Граничная частота. Алгоритм проектирования.

Варианты топологических форм БПТ. Дополняющий (торцевой) БПТ. Многоэмиттерный БПТ. Инжекционный транзистор. Конструкция транзистора. Схемная организация элементов И²Л. Выбор размеров и форм элементов логики И²Л. Транзистор Шоттки.