Т. В. Свистова основы микроэлектроники учебное пособие


 Коммутационные соединения



Download 2,59 Mb.
Pdf ko'rish
bet38/61
Sana24.02.2022
Hajmi2,59 Mb.
#218460
1   ...   34   35   36   37   38   39   40   41   ...   61
Bog'liq
svistova-t.v.-osnovy-mikroelektroniki (1)

3.3. Коммутационные соединения 
 
К пассивным элементам микроэлектронных устройств 
относятся проводники коммутационных цепей, соединяющих 
между собой отдельные элементы ИМС. 
Обычно в полупроводниковых микросхемах в качестве 
межэлементных соединений применяются проводники из 
пленки алюминия. Для исключения пересечения проводников 
используются три основных метода: многослойная металлиза-
ция, прокладка шин металлизации над каналами резисторов


84 
защищенными слоем SiO
2
(рис. 3.9, а) и проводящие диффузи-
онные перемычки под слоем SiO
2
(рис. 3.9, б
Рис. 3.9. Прокладка шин металлизации над каналами
резисторов (а) и через п
+
перемычку (б
При многослойной металлизации первый металличе-
ский слой в микросхеме закрывается слоем диэлектрика, на 
который затем наносится второй слой металла. Контактирова-
ние между металлическими слоями осуществляется через от-
верстия в разделительном диэлектрике. Наибольшее распро-
странение в качестве межслойного диэлектрика получили SiO, 
SiO
2
и Al
2
O
3
. Оксид алюминия изготавливается анодным окис-
лением. Минимальная толщина диэлектрических пленок для 
обеспечения требуемой изоляции и исключения пор составля-
ет 0,5 мкм. В настоящее время широко используется только 
два слоя металлизации, хотя возможно использовать три и да-
же четыре. Многослойная металлизация позволяет уменьшить 
длину и упростить конфигурации металлизированных доро-
жек. 
Диффузионные перемычки позволяют обойтись без 
двухслойной металлизации при необходимости исключить пе-
ресечение полупроводников.


85 
На рис. 3.9, б представлена диффузионная перемычка, 
используемая при однослойной металлизации в схемах на 
МДП-транзисторах с каналом п-типа. Для изготовления пере-
мычек в схемах на р-канальных МДП-транзисторах использу-
ется диффузионная область р-типа, которая имеет большее 
удельное сопротивление слоя, чем удельное сопротивление 
слоя п
+
-перемычки. 
В микросхемах на биполярных транзисторах для пере-
мычки используется п
+
-слой, расположенный в отдельной об-
ласти. Площадь, занимаемая перемычкой, приблизительно 
равна площади транзистора с минимальными геометрически-
ми размерами. Величина вносимого сопротивления 5 - 15 Ом в 
зависимости от геометрических размеров перемычки. 
Влияние проводников на параметры работы ИМС связа-
но, в первую очередь, с конечным значением скорости переда-
чи сигнала, в результате чего напряжение, приложенное к од-
ному концу проводника, не может быть передано мгновенно 
во все точки по его длине. 
Скорость распространения сигнала по проводнику опре-
деляется не только его параметрами, но и относительной ди-
электрической проницаемостью среды, окружающей провод-
ник. В случае, если средой является воздух, скорость распро-
странения сигнала в нем равна скорости света. Наличие ди-
электрической среды с проницаемостью больше единицы при-
водит к уменьшению скорости распространения сигнала при-
мерно обратно пропорционально корню квадратному из ди-
электрической проницаемости. В результате скорость распро-
странения сигнала в полупроводниковых и пленочных ИМС 
примерно в два - три раза ниже, чем в вакууме. 
В быстродействующих ИМС время переключения от-
дельных логических элементов достигает нескольких наносе-
кунд, и задержки в межэлементных соединениях могут суще-
ственно снизить быстродействие приборов. Таким образом, 
при проектировании стремятся к достижению максимальной 
плотности размещения элементов ИМС. 


86 
Металлизированные дорожки вносят паразитные элемен-
ты: сопротивления емкости и индуктивности. Между соседни-
ми проводниками может существовать связь, определяемая их 
взаимной индуктивностью и емкостью. За счет этой связи при 
наличии сигнала в одном проводнике он появляется и в сосед-
нем в виде помехи. Такие связи необходимо предотвращать 
при проектировании ИМС, т.к. иначе помехи могут достигать 
уровня основного сигнала, и устройство может оказаться не-
работоспособным. 
При больших плотностях тока (более 100 А/мм
2
) воз-
можна миграция атомов металла в сторону одного из электро-
дов (рис. 3.10).
Рис. 3.10. Изменение размеров металлической шины 
на изолированной подложке за счет переноса атомов металла 
В процессе теплового движения ионы металла могут за-
нимать нерегулярные положения в кристаллической решетке. 
В процессе теплового движения происходит движение ионов 
по междоузлиям, генерация и заполнение вакансий. Это про-
цесс самодиффузии ионов. При наличии дрейфа электронов 
они подталкивают ионы. Происходит направленное движение 
ионов. Захват ионов дрейфом электронов называют «элек-

Download 2,59 Mb.

Do'stlaringiz bilan baham:
1   ...   34   35   36   37   38   39   40   41   ...   61




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©hozir.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling

kiriting | ro'yxatdan o'tish
    Bosh sahifa
юртда тантана
Боғда битган
Бугун юртда
Эшитганлар жилманглар
Эшитмадим деманглар
битган бодомлар
Yangiariq tumani
qitish marakazi
Raqamli texnologiyalar
ilishida muhokamadan
tasdiqqa tavsiya
tavsiya etilgan
iqtisodiyot kafedrasi
steiermarkischen landesregierung
asarlaringizni yuboring
o'zingizning asarlaringizni
Iltimos faqat
faqat o'zingizning
steierm rkischen
landesregierung fachabteilung
rkischen landesregierung
hamshira loyihasi
loyihasi mavsum
faolyatining oqibatlari
asosiy adabiyotlar
fakulteti ahborot
ahborot havfsizligi
havfsizligi kafedrasi
fanidan bo’yicha
fakulteti iqtisodiyot
boshqaruv fakulteti
chiqarishda boshqaruv
ishlab chiqarishda
iqtisodiyot fakultet
multiservis tarmoqlari
fanidan asosiy
Uzbek fanidan
mavzulari potok
asosidagi multiservis
'aliyyil a'ziym
billahil 'aliyyil
illaa billahil
quvvata illaa
falah' deganida
Kompyuter savodxonligi
bo’yicha mustaqil
'alal falah'
Hayya 'alal
'alas soloh
Hayya 'alas
mavsum boyicha


yuklab olish