 |
 |
 |
 |
 |
 |
Диссертации на заказ
дипломы на заказ
рефераты на заказ
Форум
Наш партнёр:
ChangePoint.Ru -
Обмен WebMoney в Израиле
Не нашли нужную работу? Закажи реферат, курсовую, диплом на заказ
скачать реферат
Министерство образования Российской Федерации
Новгородский государственный университет
имени Ярослава Мудрого
Кафедра физики твёрдого тела и микроэлектроники
Математическое моделирование технологического процесса изготовления ТТЛ-инвертора
Курсовая работа по дисциплине:
Математическое моделирование технологических процессов полупроводниковых приборов и ИМС
Принял:
доцент кафедры ФТТМ
___________ Б.М. Шишлянников
“_____” _________ 2000 г.
доцент кафедры ФТТМ
___________ В.Н. Петров
“_____” _________ 2000 г
Выполнил:
Студент гр. 6031
___________ Д.С. Бобров
“_____” _________ 2000 г.
Великий Новгород
2000
Техническое задание
1 Предложить топологический вариант и представить режим технологического процесса изготовления биполярной структуры интегральной схемы полагая, что локальное легирование производиться методом диффузии.
2 Представить распределение примесей в отдельных областях структуры. Процессы сегрегации примеси при окислении можно не учитывать.
3 Рассчитать параметры модели биполярного транзистора, исходя из значений слоевых сопротивлений и толщины слоев структуры.
4 Рассчитать входные и выходные характеристики биполярного транзистора.
5 Рассчитать основные параметры инвертора, построенного на базе биполярного транзистора (напряжения логических уровней, пороговые напряжения, помехоустойчивость схемы, времена задержки и средний потребляемый ток схемы).
6 Рассчеты провести для номинальных значений режимов процесса диффузионного легирования и для двух крайних значений, определяемых с точностью поддержания температур при легировании области эмиттера Т=1.5 0С.
7 Разрешается аргументированная корректировка параметров технологического процесса или заданных слоев, с тем чтобы получить приемлемые характеристики схемы.
Таблица 1- Исходные данные
ВариантЭмиттерБазаКоллекторПримесьТДИФ,
0СХJe, мкмПримесьNS,
см -3Толщина, мкмNb,
см -33мышьяк11000,4бор2М10 180,61,5М10 16
Содержание
Введение 5
1Расчет режимов технологического процесса и распределение примесей после диффузии 6
1.1 Распределение примесей в базе 6
1.2 Расчет режимов базовой диффузии 6
1.3 Распределение примесей в эмиттере 8
1.4 Расчет режимов эмиттерной диффузии 8
2 Расчет слоевых сопротивлений биполярного транзистора 13
3 Расчет основных параметров инвертора 15
Заключение 18
Список используемой литературы 19
Реферат
Целью данной работы является моделирование технологического процесса изготовления биполярной структуры, затем ТТЛ-инвертора на базе этой структуры. В ходе работы необходимо рассчитать основные параметры схемы.
Пояснительная записка содержит:
-страниц………………………………………………………………..20;
-рисунков………………………………………………………………..4;
-таблиц…………………………………………………………………..3;
-приложений…………………………………………………………...10.
Введение
Развитие микроэлектроники и создание новых БИС и СБИС требует новых методов автоматизированного проектирования, основой которого является математическое моделирование всех этапов разработки микросхемы.
Необходимость внедрения гибких систем автоматизированного проектирования очевидна, поскольку проектирование микросхем сложный и длительный процесс. В настоящее время используется сквозное моделирование микросхем, которое включает в себя расчет и анализ характеристик и параметров на следующих уровнях:
-технологическом;
-физико-топологическом;
-электрическом;
-функционально-логическом.
В ходе данной работы нам необходимо осуществить
Не нашли нужную работу? Закажи реферат, курсовую, диплом на заказ
1.1 Распределение примесей в базе
Распределение примесей в базе описывается кривой Гаусса и определяется формулой:
, (1) где: NS- поверхностная концентрация акцепторов; D- коэффициент диффузии примеси; t- время диффузии; - глубина залегания коллекторного p-n перехода. Поверхностная концентрация определяется по формуле: , (2) Из формулы 1 выражаем D2t2:
Тогда имеем следующее выражение для распределения примеси в базе: , (3) Результаты расчета распределения примеси в базе приведены в таблице 1, а сама кривая представлена на рисунке 1.
1.2 Расчет режимов базовой диффузии
К основным параметрам диффузионного процесса относят время диффузии и температуру диффузии.
Из выражения 2 найдём произведение D1t1 для первого этапа диффузии (загонки) по формуле:
где В результате получим:
Коэффициент диффузии примеси определяется из выражения Аррениуса:
где =5.1 (для бора) постоянная диффузии, =3.7 (для бора) энергия активации, k постоянная Больцмана, Т температура процесса диффузии. Таким образом для бора получаем следующее выражение:
Температуру базовой диффузии при загонке выберем равной 1073К (800С), а при разгонке 1373К (1100С) тогда:
1.3 Распределение примесей в эмиттере
Эмиттерную диффузию ведут в одну стадию и распределение примеси описывается erfc-функцией:
(5)
где - концентрация предельной растворимости мышьяка в кремнии при заданной температуре (1100С); - глубина залегания эмиттерного p-n перехода. Диффузия мышьяка идёт в неоднородно легированную базовую область, поэтому расчётная формула усложняется:
(6)
где при 1100С; . Подставив эти значения в выражение 6 получим: . Подставляя это значение в выражение 5 получим распределение мышьяка в эмиттерной области после диффузии. График распределения представлен на рисунке 1.
1.4 Расчет режимов эмиттерной диффузии
Найдём, по аналогии с базовой диффузией, для эмиттерной время и температуру процесса. В данном случае температура процесса задана (1100С) и необходимо найти только время диффузии. Для этого необходимо сначала определить коэффициент диффузии, который находится из выражения 4. Постоянная диффузии D0 энергия активации для фосфора равны 10,5 и 4,08 соответственно. Тогда получаем:
Решив это уравнение получим: ; t=98мин 33сек. Так как эмиттерная диффузия проходит при высоких температурах, то она оказывает влияние на диффузию бора в базовой области. Необходимо учитывать это влияние. Учесть эмиттерную диффузию при базовой можно по следующей формуле: . (7)
Таким образом время разгонки при базовой диффузии с учётом влияния эмиттерной диффузии t2=53мин 44сек.. В таблице 2 представлены все основные параметры диффузионных процессов.
Таблица 2 Параметры диффузионных процессов
ПараметрЭмиттерная диффузияБазовая диффузияЗагонкаРазгонкаDt, D, t98мин 33с15мин 48с53мин 44с*
* - время разгонки, представленное в таблице, уже с учётом эмиттерной диффузии
Совмещённое распределение примесей определяется выражением:
(8)
скачать реферат
1 2 3
Не нашли нужную работу? Закажи реферат, курсовую, диплом на заказ
Внимание! Студенческий отдых и мегатусовка после сессии!