Реферат: Конструктивно-технологические варианты исполнения элементов КМДП-БИС
Рис. 5. Структура фрагмента КМДП БИС с двумя слоями поликремния, сплошным р -карманом и подлегированием периферийных областей друг с другом: всюду, где нет кармана n -типа, есть карман р -типа.
Это позволяет использовать для их формирования один и тот же фотошаблон. На рис. 5 представлена структура КМДП-инвертора с р- карманами, в которой для повышения плотности размещения элементов на кристалле используют пленочную систему с двумя слоями поликремния и одним слоем металлизации. Для затрудения образования паразитных МДП-транзисторов применяют подлегирование периферийных областей соответствующими примесями методом ионной имплантации. Эта структура используется для создания БИС микропроцессоров. Два слоя поликремния в сочетании со слоем металлизации обеспечивает большую свободу в организации разводки БИС и, следовательно, более высокие плотность упаковки и степень интеграции.
В современной технологии КМДП БИС помимо поликремниевых затворов и двух уровней поликремния используются двойные карманы для независимой оптимизации характеристик р- и п -канальных транзисторов (рис. 4). В некоторых конструктивно-технологических вариантах КМДП-приборов карманы различного типа проводимости разделены в приповерхностной области слоем толстого окисла, как в биполярных транзисторах с комбинированной изоляцией
На рис. .6 дан наибольший размер топологии КМДП-инвертора, изготовляемого по современной технологии (43 мкм), для сравнения с соответствующим размером аналогичного инвертора, изготовленного по технологии с алюминиевыми затворами (120 мкм, рис. 2).
Рис. 6. Структура КМДП-инвертора с двумя карманами р– и n – - типа электропроводности, изоляцией толстым окислом, одним уровнем поликремния и подлегированием периферийных областей
Конструкции элементов КМДП-БИС на сапфировых подложках
Хотя в настоящий момент технологию КМДП БИС на сапфировых подложках нельзя рассматривать как серийную массовую технологию БИС, она по-прежнему является многообещающей с точки зрения создания чрезвычайно быстродействующих приборов. Этот конструктивно-технологический вариант обещает существенное повышение плотности упаковки КМДП-приборов. По сравнению с КМДП-схемами на кремниевых подложках вариант КНС позволяет уменьшить площадь кристалла приблизительно на 30% главным образом за счет исключения металлической или поликремниевой перемычки между р+ - и n + -областями р-канального нагрузочного и n -канального управляющего транзисторов (рис. 2, 6), путем их непосредственного конструктивного объединения. Кроме того, КНС-приборы характеризуются приблизительно вдвое меньшей паразитной емкостью по сравнению с приборами на кремниевых подложках.
Преимущества КМДП-схем на сапфировых подложках по плотности упаковки, быстродействию, рассеиваемой мощности по сравнению со схемами на монолитных кремниевых подложках пока еще в массовом производстве не оправдывают тех дополнительных затрат, которые связаны с очень высокой стоимостью эпитаксиальных структур кремния на сапфировых подложках. Поэтому использование данного конструктивно-технологического варианта КМДП БИС оправдано лишь при разработке аппаратуры специального назначения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Новиков Ю.В. Основы цифровой схемотехники. Базовые элементы и схемы. Методы проектирования. М.: Мир, 2001. - 379 с.
2. Новиков Ю.В., Скоробогатов П.К. Основы микропроцессорной техники. Курс лекций. М.: ИНТУИТ.РУ, 2003. - 440 с.
3. Пухальский Г.И., Новосельцева Т.Я. Цифровые устройства: Учеб. пособие для ВТУЗов. СПб.: Политехника, 2006. - 885 с.
4. Преснухин Л.Н., Воробьев Н.В., Шишкевич А.А. Расчет элементов цифровых устройств. М.: Высш. шк., 2001. - 526 с.
5. Букреев И.Н., Горячев В.И., Мансуров Б.М. Микроэлектронные схемы цифровых устройств. М.: Радио и связь, 2000. - 416 с.
6. Соломатин Н.М. Логические элементы ЭВМ. М.: Высш. шк., 2000. - 160 с.