- •Л.А. Торгонский
- •Содержание
- •1 Введение 6
- •2 Проектирование элементов и кристаллов биполярных имс 19
- •3 Элементы и кристаллы имс на полевых структурах 197
- •1 Введение
- •1.1 Термины и определения предметной области
- •1.2 Классификация микросхем
- •1.3 Обозначение имс
- •1.4 Конструкции и состав имс
- •1.5 Цели и задачи изучения дисциплины
- •1.6 Этапы проектирования микросхем
- •2 Проектирование элементов и кристаллов биполярных имс
- •2.2 Состав радиоэлементов бпт имс
- •2.3 Материалы имс
- •2.3.1 Введение
- •2.3.2 Кристаллические материалы имс
- •2.4 Изоляция элементов
- •2.5 Технологические слои структур бпт имс
- •2.6 Кремниевые пластины с эпс
- •2.7 Кремниевые пластины с эпс и скрытыми слоями
- •2.8 Кремниевые пластины с полной диэлектрической изоляцией карманов
- •2.9 Арсенид галлия в производстве имс
- •2.10 Технологические варианты структур бпт
- •2.11 Параметры слоев структур бпт имс
- •2.11.1 Оценка параметров слоя
- •2.12 Проектирование бпт
- •2.12.1 Введение
- •2.12.2 Функциональные параметры бпт
- •2.12.3 Расчетные соотношения оценки параметров бпт
- •2.12.4 Проектирование топологии бпт
- •2.12.5 Объемные формы и габаритные размеры элементов имс
- •2.12.6 Межэлектродные сопротивления бпт
- •2.12.7 Зависимость коэффициента передачи от топологии
- •2.12.8 Параметры быстродействия транзистора
- •2.13 Алгоритм проектирования бпт
- •2.14 Диоды ис
- •2.14.1 Общие замечания
- •2.14.2 Структуры интегральных диодов
- •2.14.3 Топологические конфигурации диодов
- •2.14.4 Проектные параметры диодов
- •2.14.5 Схема замещения диода
- •2.14.6 Алгоритм проектирования диодов
- •2.14.7 Диоды Шоттки в структурах бпт
- •2.15 Модификации бпт специального назначения
- •2.15.1 Общие сведения
- •2.15.2 Многоэмиттерный бпт
- •2.15.3 Многоколлекторный бпт
- •2.15.4 Транзисторы с контактными переходами Шоттки
- •2.15.5 Транзисторы с продольной структурой
- •2.15.6 Транзисторы со сверхтонкой базой
- •2.15.7 Транзисторы приборов совмещенных технологий
- •2.16 Резисторы полупроводниковых имс
- •2.16.1 Общие замечания
- •2.16.2 Структуры резисторов полупроводниковых имс
- •2.16.3 Топологические конфигурации резисторов
- •2.16.4 Проектные параметры резисторов
- •2.16.5 Расчетные соотношения
- •2.16.6 Алгоритм проектирования полупроводниковых резисторов
- •2.17 Конденсаторы биполярных имс
- •2.17.1 Общие сведения
- •2.17.2 Конденсаторы на основе р-n-перехода
- •2.17.3 Конденсаторы со структурой моп
- •2.17.4 Параметры конденсаторов бпт имс
- •2.17.5 Алгоритм проектирования конденсаторов бп имс
- •2.18 Соединения и контакты бпт имс
- •2.18.1 Общие сведения
- •2.18.2 Материалы и структуры соединений и контактов
- •2.18.3 Параметры и размеры соединений и контактов
- •2.19 Базовые элементы цифровых биполярных микросхем
- •2.19.1 Введение
- •2.19.2 Элементы транзисторно-транзисторной логики
- •2.19.3 Элементы ттл с приборами Шоттки
- •2.19.4 Элементы эмиттерно-связанной логики
- •2.19.5 Элементы инжекционной логики (и2л)
- •2.19.6 Элементы и2л с диодами Шоттки
- •2.20 Кристаллы ис
- •2.20.1 Введение
- •2.20.2 План кристалла
- •2.20.3 Сокращение потерь площади рабочей кристалла
- •2.20.4 Проектирование топологии ис на бпт
- •3 Элементы и кристаллы имс на полевых структурах
- •3.1 Проектирование полевых структур
- •3.1.1 Введение
- •3.1.2 Структуры и классификация мдп-транзисторов
- •3.1.3 Вольтамперные характеристики мдп-транзистров
- •3.1.4 Параметры мдп-транзистора и расчетные соотношения
- •3.1.5 Конструкции мдп-транзисторов
- •3.1.6 Алгоритмы проектирования мдп-транзисторов имс
- •3.2 Элементы цифровых имс на мдп-транзисторах
- •3.2.1 Введение
- •3.2.2 Защита конструкций мдп-микросхем
- •3.2.3 Логический инвертор с пассивной нагрузкой мдп
- •3.2.4 Логический инвертор с активной нагрузкой мдп
- •3.2.5 Логические элементы на мдп-структурах
- •3.2.6 Совмещенные биполярнополевые структуры
- •3.2.7 Полевые элементы устройств хранения информации
- •3.2.8 Проектирование топологии ис на мдп
- •3.3 Полевые структуры с зарядовой связью
- •3.3.1 Введение
- •3.3.2 Приборы с зарядовой связью (пзс)
- •3.3.3 Варианты структур элементов пзс
- •3.3.4 Ввод и детектирование заряда в пзс
- •3.3.5 Параметры пзс
- •3.3.6 Транзисторы с зарядовой связью (тзс)
- •3.3.7 «Пожарные» мдп-цепочки
- •3.3.8 Проектирование пзс
- •Список литературы
3.3.8 Проектирование пзс
Проектирование приборов с переносом заряда в приповерхностной области подложки основывается на расчетных соотношениях общих для МДП структур в части обеспечения пороговых и рабочих напряжений. Варианты структурных решений и плоскостные размеры электродов принимаются скорее с ориентацией на физико-топологические модели и технологические ограничения. Строгие методики проектирования при этом мало продуктивны, так как исходные значения параметров определяются со значительным рассеянием, модели приборов многомерны, расчетные соотношения весьма приближенны.
Рекомендации по корректировке форм и размеров ПЗС могут основываться на учете следующих отношений:
время записи, хранения, передачи заряда и энергия транспортируемых пакетов повышается пропорционально увеличению активной площади электродов;
потери передачи зарядовых пакетов снижаются при сближении или перекрытии смежных электродов, причем максимальное расстояние между электродами не должно превышать максимальную глубину обедненной области под электродом;
время переноса носителей под передающим электродом (время записи) снижается при снижении длины электрода L до большего из размеров (2–3)×Хо или (2–3)×dп(dп — минимальная технологическая ширина подводящего к электроду проводника).
Для преобразователей изображения в электрический сигнал число элементов разложения N согласуется с линейным размером кристалла Lкр и глубиной обедненной области у поверхности подложки Хо по неравенству
Lкр > 12×Хо×N.
Список литературы
1. Коледов Л.А. Технология и конструкции микросхем, микропроцессоров и микросборок: Учебник для вузов. — М.: Радио и связь, 1989. — 400 с.: ил.
2. Нашельский А.Я. Монокристаллы полупроводников. — М.: Металлургия, 1978. — 200 с.: ил.
3. Пономарёв М.Ф. Конструкции и расчёт микросхем и микроэлементов ЭВА: Учебник для вузов. — М.: Радио и связь, 1982. — 288 с.: ил.
4. Березин А.С., Мочалкина О.Р. Технология и конструирование интегральных микросхем: Учебное пособие для вузов / Под ред. И.П.Степаненко. — М.: Радио и связь, 1983. — 232 с.: ил.
5. Черняев В.Н. Технология производства интегральных микросхем и микропроцессоров: Учебник для вузов. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Радио и связь, 1987. — 464 с.: ил.
6. Красилов А.В., Трутко А.Ф. Методы расчёта транзисторов: — М.: Энергия, 1964. — 224 с.: ил.
7. Степаненко И.П. Основы микроэлектроники: Учеб. пособие для вузов. — М.: Сов. радио, 1980. — 424 с.: ил.
8. Сугано Т., Икома Т., Тэкэиси Ё. Введение в микроэлектронику: Пер. с яп. — М.: Мир, 1988. — 320 с.: ил.
9. Аваев Н.А., Дулин В.Н., Наумов Ю.Е. Большие интегральные схемы с инжекционным питанием. — М.: Радио и связь, 1977. — 248 с.: ил.
10. Ефимов И.Е. и др. Микроэлектроника. Проектирование, виды микросхем, новые направления: Учеб. пособие для вузов / И.Е. Ефимов, Ю.И. Горбунов, И.Я. Козырь. — М.: Высш. школа, 1978. — 312 с.: ил.
11. Караханян Э.Р. Динамические элементы ЭВМ со структурой МДП. — М.: Сов. радио, 1979. — 256 с.: ил.