Разработка топологии БМК 8-разрядного счетчика

E3.cdw

бланк ТЗ.doc

Государственный комитет СССР по народному образованию
Московский ордена Ленина ордена Октябрьской Революции
и ордена Трудового Красного Знамени
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Н. Э. БАУМАНА
Студент Ханнанов М.Т.ИУ4-93
(фамилия инициалы) (индекс группы)
Руководитель Макарчук В. В.
Защита проекта 20 г.
I. Тема проекта Разработка топологии БМК 8-разрядного счетчика на КМОП технологии
II. Техническое задание 1. Разработка топологических норм проектирования. 2. Выбор схемы для реализации на основе БМК выбор логики реализации выбор базового логического элемента реализация выбранной схемы в базисе базовых логических элементов. 3. Проектирование топологии выбранных БЛЭ. 4. Проектирование схемы размещения БЛЭ на БМК. 5. Проектирование БМК на основе выбранных БЛЭ трассировка. 6. Разработка послойных чертежей топологии БМК согласно требованиям существующих стандартов.
III. Объем и содержание проекта (графических работ листов)
(формата 21 расчетно-пояснительная записка на листах формата II).
Схема электрическая принципиальная
Схема электрическая принципиальная на основе выбранных БЛЭ
Схема расположения БЛЭ на кристалле
Комплект послойных топологических чертежей спроектированного БМК
Совмещенный топологический чертеж
Руководитель проекта
Дата выдачи «» 200 г.
Дополнительные указания по проектированию

БЛЭ_2И_НЕ.cdw

БЛЭ_2ИЛИ_НЕ.cdw

БЛЭ_3И_НЕ.cdw

БЛЭ_3ИЛИ_НЕ.cdw

БЛЭ_5ИЛИ_НЕ.cdw

БЛЭ_ИНВ.cdw

Вертик.cdw

Удельное сопротивление
Счетчик 8-ми разрядный
Вертикальная структура
МГТУ им. Н.Э.Баумана
p-канальный транзистор
n-канальный транзистор
Табл. 1. Наименование и параметры слоев и областей вертикальной
формируемых на пластине.
Условное обозначение
Области стока и истока
n-канальных транзисторов
p-канальных транзисторов
подзатворного окисла
Область металлизации
Область защитного окисла
Область изолирующего

Моделирование.cdw

размещение.cdw

Счетчик 8-ми разрядный
логических элементов
МГТУ им. Н. Э. Баумана
Зона совмещения знаков

РПЗ.doc

1. Постановка задачи
На примере схемы КМОП-инвертора (рис. 1.1) рассчитать режимы создания областей КМОП-структуры исходя из следующих исходных данных.
Рис. 1.1. Инвертор. Схема электрическая принципиальная.
Табл. 1.1. Параметры КМОП-структуры
Концентрация примеси см-3
Исток(сток)-подложка p-канального транзистора
Исток(сток)-подложка n-канального транзистора
Толщина изолирующего окисла (SiO2)
Толщина подзатворного диэлектрика (SiO2)
Ширина поликремниевого затвора
Напряжённость электрического поля пробоя диэлектрика Всм.
Напряжение питания % В.
Проверочный расчёт толщины тонкого слоя:
- пробивное напряжение ;
- напряжённость электрического поля пробоя диэлектрика;
- толщина подзатворного диэлектрика.
Таким образом толщина подзатворного диэлектрика должна удовлетворять выражению:
Следовательно заданная толщина (009 мкм) обеспечит защиту от пробивного напряжения.
Формирование рабочих областей
1. Формирование изолирующей p- -области
Так как изолирующая p-область имеет невысокую поверхностную концентрацию и значительную глубину то применим двухстадийный процесс термической диффузии.
Из условия зададим В данном случае примесью является бор.
Задавшись температурой разгонки по графику найдём коэффициент диффузии
Вычислим необходимую дозу легирования:
Задавшись температурой загонки по графику определим коэффициент диффузии DЗ.
2. Формирование p+ областей
Поскольку p+-области имеют высокую поверхностную концентрацию и малую глубину то для их формирования применим одностадийный процесс термической диффузии.
Вычислим значение функции
Из таблицы значений функции определим
Задавшись температурой легирования по графику определяем
3. Формирование n+ областей
Поскольку n+-области имеют высокую поверхностную концентрацию и малую глубину то для их формирования примем одностадийный процесс термической диффузии.
Вычислим значение функции
Из таблицы значений функцииопределим
Задавшись температурой легированияпо графику определяем
Расчёт пробивных напряжений
1. Расчёт пробивных напряжений перехода «изолирующая p--область-подложка».
Донная часть перехода:
Вычисляем градиент концентрации введённой примеси:
Вычисляем пробивное напряжение:
Для боковой части перехода:
2. Расчёт пробивных напряжений перехода «n+-область-изолирующая p--область».
Вычисляем градиент введённой в область примеси:
Вычисляем градиент концентрации примеси в исходной области:
Вычисляем градиент эффективной концентрации примеси:
3. Расчёт пробивных напряжений перехода «p+-область-подложка».
Вычисляем градиент концентрации введённой в область примеси:
Вычислим градиент концентрации примеси в исходной области. Поскольку подложка — это пластина монокристаллического кремния равномерно легированная донорной примесью то
Расчёт пороговых напряжений для паразитных каналов
1. Расчёт для системы Al-SiO2-n-Si
(для кристаллографической ориентации (100) [1]);
2. Расчёт для системы Al-SiO2-p-Si
Расчёт пороговых напряжений для рабочих транзисторов
1. Расчёт для системы Si*-SiO2-n-Si
2. Расчёт для системы Si*-SiO2-p-Si
Проектирование топологии КМОП-инвертора
В табл. 7.1 приведены проектные топологические нормы для КМОП-технологического процесса изготовления инвертора с учётом заданной минимальной ширины поликремниевого затвора 3мкм.
Табл. 7.1. Проектные топологические нормы для КМОП-ТП изготовления инвертора.
Минимальная ширина соединительной дорожки поликремния
Минимальная ширина области тонкого диэлектрика
Минимальные размеры контактного окна к областям
Минимальное расстояние от границы контактного окна до поликремниевого затвора
Минимальное расстояние между соседними проводящими дорожками поликремния
Минимальное перекрытие контактного окна слоем металлизации
Минимальная ширина дорожки металлизации
Минимальное расстояние между соседними дорожками металлизации
Минимальное расстояние от контактного окна до границ n+ и p+ областей
Минимальные размеры областей стока и истока n-канального транзистора
Минимальные размеры областей стока и истока p-канального транзистора
Минимальное расстояние от границ областей стока и истока n-канального транзистора до границы p--кармана
Минимальная ширина области p--кармана
Минимальное расстояние от границы слоя пассивации до слоя металлизации
Минимальные размеры контактной площадки
Полуширина скрайберной дорожки

совмещённый_final.cdw

Тема: Счетчик 8-ми разрядный
Гл. конструктор: Ханнанов М.Т.
Критический размер: Рс=21мкм
Критический размер: Рс=11мкм
Область тонкого диэлектрика
Критический размер: Рт=3мкм
Критический размер: Рс=9мкм
Область p-легирования
Область n-легирования
Критический размер: Рс=3мкм
Область контактных окон
Критический размер: Рт=5мкм
Область металлизации
Область защитного слоя
Счетчик 8-ми разрядный
Базовый матричный кристалл
МГТУ им. Н. Э. Баумана

Титул.doc

Список условных сокращений и терминов
IDEF0 – Структурно-функциональная модель
IDEF1X – Логическая информационная модель
IDEF3 – Модель логики работы
DFD – Data Flow Diagram – Диаграмма потоков данных
SQL – Structured Query Language – Структурированный язык запросов
Модель AS IS – модель отражающая текущее состояние технологического процесса
Модель TO BE – модель идеального технологического процесса
СУБД – Система управления базой данных