Поли Si |
Si |
Поли Si |
SiO2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n+
n+ p+
p+
W
|
|
Al2O3 (сапфир) |
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
L |
|
SiO2 Al |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Si |
n+ |
p |
n+ |
p+ |
n |
p+ |
|
||||||
|
|
|
Al2O3 (сапфир) |
|
|
|
|
|
|
|
б |
|
|
|
Поли Si |
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
||
SiO2 |
|
|
|
|
|
|
Si |
n+ |
p |
n+ |
p+ |
n |
p+ |
|
||||||
Al2O3 (сапфир)
в
dок
n-МОП |
p-МОП |
г
Рис. 1.1. Конструкция n-МОП- и p-МОП-транзисторов на изолирующей сапфировой подложке: а – изометрия; б – транзисторы с алюминиевым затвором; в – транзисторы с поликремниевым затвором; г – обозначения n-МОП- и p-МОП-транзисторов
|
L T |
|
упр |
Основные |
З |
|
|
носители |
|
И |
С |
|
а |
UЗИ |
|
|
+ |
|
Lкр |
|
З |
И |
n++ |
|
p dк |
n++ |
Al2O3 |
|
|
Lэф |
UСИ |
|
|
|
||
|
|
|
б |
|
|
UЗИ |
|
|
|
|
|
|
З |
|
|
p++ |
+ |
+ |
+ |
И |
|
n |
p++ |
|
|
|
|
|
|
Al2O3+ |
|
|
|
UСИ |
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
|
L = 6 мкм
Lкр = 5 мкм
W
|
dок |
dок = 0.1 мкм |
|
dк = 100Å |
|
С |
|
|
|
1Å = 10–10 = H |
+
IСИ ~ W/L
dок
С
Рис. 1.2. МОП-транзистор: а – топологический чертеж n-МОП-транзистора; б, в – фронтальные разрезы в режиме открытого транзистора n- и p-типа
c |
c |
c |
a3 |
|
a3 |
|
a3 |
|
a2 |
a2 |
a2 |
|
a1 |
|
a1 |
|
a1 |
0001 |
C-плоскость |
0102 |
R-плоскость |
1120 A-плоскость |
|
|
а |
|
|
|
c |
|
|
|
|
|
С-плоскость |
|
|
|
|
0001 |
|
|
|
|
R-плоскость |
|
|
|
|
1102 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M-плоскость |
|
|
|
|
1100 |
0 |
|
|
|
|
|
c |
|
|
|
||
|
A-плоскость |
|
|
1110 |
|
a1 |
|
|
a3 |
|
|
|
|
|
|
a2 |
|
б |
в |
Условные обозначения: 
– атомы кислорода, 
– атомы алюминия
Рис. 2.8. Схематическое представление кристаллической решетки сапфира α-Al2O3:
а– сечения монокристаллического сапфира по индексам Миллера;
б– C-, R-, M- и A-плоскости кристалла;
в– схематическая иллюстрация алюминиевых плоскостей (зеленый цвет), плоскости
кислорода прибавляются к алюминиевым плоскостям (не показаны)
Рис. 3.3. Элемент 3И-НЕ: а – схема; б – топологический чертеж в 10-мкм-технологии; в – топологический чертеж в 6-мкм-технологии
Таблица 4.4
Ключ передачи данных
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 5.1 |
|||||
|
Состав топологических слоев 6-мкм-КМОП КНС-технологии |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Топологический слой |
|
|
Изображение ТС |
||||||||||||
Рис. 3.2 |
Название |
Назначение |
|
|
цветное |
|
черно-белое |
|||||||||
3.2, б |
Кремний. |
Формирование островков кремния |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.2, д |
Активные об- |
под будущие транзисторы и соеди- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.2, е |
ласти транзи- |
нительные шины |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
сторов |
Формирование истоков-стоков |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
p-транзисторов n-транзисторов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
RGB(192,90,0). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.2, в |
Карман |
Формирование островков кремния |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.2, д |
|
двух типов проводимости, а также |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.2, е |
|
истоков/стоков транзисторов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.2, д |
Поликремний |
Формирование затворов транзис- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
торов и соединительных поли- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кремниевых шин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.2, ж |
Контактные |
Контактные отверстия для непо- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
окна |
средственного контакта металла |
|
|
или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Al с низлежащими слоями крем- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ния или поликремния |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.2, з |
Алюминий Al |
Формирование металлических |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
межсоединений |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Не по- |
Контактные |
Вскрытие контактных площадок |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
казано |
площадки |
под внешние выводы БИС. К пло- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
щадкам приваривается золотой |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
проводник, который подсоединя- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ется к траверзам корпуса БИС |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 5.2 |
|||||
|
Правила воспроизводимости структур в 6-мкм-КМОП КНС-технологии |
|||||||||||||||
№Элементы топологии и расстояния между Размер, Топологическое
|
элементами |
мкм |
пояснение |
|||
1 |
Ширина островка кремния, поликремния, |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
алюминия |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Расстояние между островками в одном слое |
4 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
6
3 |
Угловое расстояние элементов одного слоя |
|
|
|
|
2 |
2 |
||||
|
|
||||
4 |
Перекрытие карманом зачищаемой области |
|
2 |
|
|
|
кремния |
|
|
|
|
5 |
Выход поликремниевого затвора за границу |
|
4 |
|
|
|
кремниевого островка (закрылок транзисто- |
|
|
|
|
|
ра) |
|
|
|
|
|
1 |
4 |
|
. |
|
1 |
|
|
|
2
4
Продолжение таблицы 5.2
№Элементы топологии и расстояния между Размер, Топологическое
|
элементами |
мкм |
пояснение |
|
|
|
|
|
|||||||
6 |
Расстояние между элементами в слое крем- |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
ния и поликремния, не образующие транзи- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
стор |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7.1 |
Размер контактного основного окна |
2*2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
7.2 |
Размер контактного основного окна, устра- |
2*4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
няющего p-n-переход |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7.3 |
Размер контактного основного окна, устра- |
2*2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
няющего p-n-переход под углом 45° |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
Расстояние от края контактного окна до гра- |
2 |
2 |
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
||
|
ницы структуры, с которой осуществляется |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
контакт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
Расстояние от края контактного окна до гра- |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
ницы любой структуры, с которой не должно |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
быть контакта |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
Минимальное расстояние между контактны- |
6 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
ми окнами |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11Максимальное расстояние между контактными окнами, предназначенное для уменьшения сопротивления истока/стока транзи-
стора |
12 |
Рис. 5.1. Топология инвертора: а – схема; б – топологический чертеж; в – эскиз топологии
а |
б |
в |
г |
Рис. 5.2. Альтернативный эскиз ТЧ: а – схема; б – обычный ТЭ; в – подробный ТЭ с альтернативными размерами; г – топологический чертеж
P
E
|
|
|
|
|
|
Tp3 |
Tn3 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
||||
X
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Tp5 |
Tn5 |
|
|
|
|
T |
|||||||
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Tp4 Tn4
Tp6 |
Tn6 |
Tp1 |
Tn1 |
Y |
Tp7 |
Tn7 |
Tp2 |
Tn2 |
Z |
S |
|
|
|
|
Рис. 5.3. Топологический чертеж эталонного проекта CELL
Рис. 5.4. Результат работы СКК CELL при Cp = 24 мкм
а |
б |
в |
Рис. 5.5. Плотность упаковки многоузельных блоков транзисторов: а – подсхема; б – простые транзисторы; в – блок транзисторов
Рис. 5.6. Топология 32-разрядного конвейерного матричного умножителя
Рис. 5.7. Ячейка умножителя с предельно плотной упаковкой