3.8. Вопросы для самоконтроля

3.8.1. Способны ли Вы характеризовать структуру ЭПСБ по распределению примеси, профилю областей и типам переходов между ними ?

3.8.2. Способны ли Вы характеризовать структуру ЭПСК по распределению примеси, профилю областей и типам переходов между ними ?

3.8.3. Какими свойствами структуры и как определяется допустимая плотность тока в структуре БПТ? Критерий оценки допустимой плотности?

3.8.4. Чем объясняются ограничения на форму и соотношение размеров топологии эмиттера?

3.8.5. Чем объяснить необходимость увеличения зазора между переходами эмиттер-база и коллектор-база в сравнении с иными зазорами?

3.8.6. Какое решение следует принять, если длина и ширина однополоскового эмиттера не удовлетворяет требованию по заданному току?

3.8.7. Какие решения по топологии следует принимать для улучшения свойств БПТ, как статического ключа ИМС?

3.8.8. Какие решения следует применять в топологии БПТ для повышения быстродействия по переключению?

3.8.9. Объясните связь и противоречие между удовлетворением требований к ключевым свойствам БПТ с удовлетворением требований к иным функциональным параметрам прибора.

3.8.10. Как изменяются рабочие токи и ключевые свойства БПТ при уменьшении топологических размеров?

Приложение а3 Соотношения согласования размеров и параметров бпт

Путь доступа: Cesir/AOS/tla/УМК ПИМСиМП/ УчебноМетодПособ/ ЛабЦикл/ПриложенияЛабРаб_3.

Лабораторная работа №4

Исследование размерных зависимостей в конструкциях п/п резисторов

4.1. Цель работы

Освоить методику проектирования топологии резисторов п/п микросхем (ИМС), исследовать зависимости размеров и частотного потолка применения резистора от номинала и допустимого производственного отклонения.

4.2. Общие сведения

Проектирование топологии п/п резисторов предполагает использование каталога топологических конфигураций, сведений о поперечном разрезе слоя (структуре), в котором размещается резистор, технологических параметрах слоя и плоскостных размеров, функциональных параметрах резистора.

Топологические конфигурации резисторов ограничены четырьмя модификациями, сведения о которых приведены в теоретической части изучаемой дисциплины и приложении А4 выполняемой работы. В лабораторной работе исследуются резисторы, исполняемые в двух вариантах технологических структур (с эпитаксиальным коллекторным слоем (ЭПСК) и структура с эпитаксиальным базовым слоем (ЭПСБ)). Каждая из указанных структур позволяет исполнить резистор соответствующего номинала в одном из четырех–пяти слоев (эмиттерном (Е-слой), базовом (В-слой), базовом слое под эмиттером (ВР – базовый pinch-слой), коллекторном (С-слой), коллекторном слое под базой (СР – коллекторный pinch-слой)).

В проектировании резисторов, изолируемых p–n-переходом, необходимо учитывать полярность и величину напряжения на резистивном слое относительно несущего слоя. Размерные зависимости резисторов оцениваются и исследуются при заданных обратных смещениях на изолирующих p–n-переходах.

Размеры топологических конфигураций п/п резисторов выбираются и определяются с целью обеспечить необходимые параметры назначения. К числу этих параметров относятся:

– номинал сопротивления;

– технологическая погрешность изготовления резистора;

– рассеиваемая мощность;

– параметры схемы замещения резистора в частотно-временной области.

Ограничение по мощности рассеяния для п/п резисторов во многих случаях не является существенным, так как теплопроводность кремния достаточно высока, чтобы перегрев резисторов относительно других элементов на кристалле МС считать существенным (превышающим (2–3) градуса).

Ёмкости схемы замещения резистора оцениваются, как сопутствующие параметры. Номинал и допуск подлежат учёту в проектировании.

Исходными данными к расчету п/п резисторов являются:

– каталог из четырех топологических модификаций, отличающихся формой контактной области и контакта к п/п слою;

– номинал сопротивления резистора – R [Ом];

– допустимое относительное отклонение сопротивления резистора от номинала – δR;

– сопротивление квадрата резистивного слоя (одного из перечисленных выше слоев транзисторной структуры) – R_□ [Ом];

– удельное переходное сопротивление контактов к п/п слою – R_o [Ом_* см²];

– ширина изолирующих p–n-переходов W_0ij при нулевом внешнем напряжении по криволинейным боковым и плоским донным и перекрывающим поверхностям соответственно, [см];

– F_kij – контактные потенциалы соответствующих изолирующих p–n-переходов, где ij индексы p–n-переходов эмиттер-база «eb», коллектор-база «cb», коллектор-подложка «cp», разделительной изоляции «vr», В;

– X_eb, X_cb, X_сp, X_r – глубины расположения переходов соответствующей структуры, см;

– U_i – рабочее обратное напряжение на изолирующих p–n-переходах резистивного слоя, В;

– относительный технологический допуск на сопротивление квадрата резистивного слоя – δR_□;

– da – технологический допуск на воспроизведение линейных размеров топологических фигур по длине и ширине, см;

– dC – технологический допуск на совмещение смежных топологических фигур, cм;

– глубина проникновения электрического поля,

Часть исходных данных из приведенного перечня является единой для всех исполнителей работы. Другая часть данных используется для образования индивидуальных вариантов. Функциональные зависимости между размерами и определяющими их функциональными параметрами исследуются в работе. В качестве определяющих параметров используются номинал резистора R и допустимое относительное отклонение от номинала δR. В качестве функций от определяющих параметров приняты габаритные линейные размеры резистора (L, b), площадь, занимаемая резистором (S), емкости схемы замещения резистора.