Jump to content

    

Ищу материалы по МОП транзисторам с кольцевыми затворами.

Ищу материалы по МОП-транзисторам с кольцевыми затворами: книги, статьи, правила проектирования, расчёт и т.д.

желательно проектные нормы >1мкм

Share this post


Link to post
Share on other sites
Ищу материалы по МОП-транзисторам с кольцевыми затворами: книги, статьи, правила проектирования, расчёт и т.д.

желательно проектные нормы >1мкм

Честно говоря, я никогда не встречал в литературе информации по кольцевым транзисторам, поэтому будет тоже интересно, если кто-нибудь даст ссылки... Правда, в одной старой книжечке был расчет круглых резисторов - главным преимуществом кольцевых резисторов по сравнению с обычными резисторами это меньшая зависимость отношения L/W от ухода размеров резисторов (L и W).

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вряд ли есть какие-то особенные материалы по кольцевым МОП.

Ибо это тот же линейный МОП, только кольцевой. :)

Ну, есть несколько нюансов:

- более эффективное использование паразитной емкости стока;

- меньше паразитная емкость затвора (но, общая емкость больше);

- уход ширины канала = 0;

- отсутствие утечек по локальному окислу.

 

Но, есть и недостатки:

- нельзя сделать меньше некоторого, обусловленного DRC;

- внешний в последовательной паре значительно больше внутреннего, это надо учитывать в дизайне.

 

Ну а так, - тоже самое.

Если что-то конкретное - спрашивайте. Я их на завтрак ем.

 

Честно говоря, я никогда не встречал в литературе информации по кольцевым транзисторам, поэтому будет тоже интересно, если кто-нибудь даст ссылки... Правда, в одной старой книжечке был расчет круглых резисторов - главным преимуществом кольцевых резисторов по сравнению с обычными резисторами это меньшая зависимость отношения L/W от ухода размеров резисторов (L и W).
Вы не путаете чего-то? За счет чего кольцевой резистор вдруг станет более воспроизводим?

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

А сколько уровней вложенности можно сделать в кольцевых, чтобы логическая схема работала?

Как рассчитывать периметры и площади?

Как лучше делать переход к контактному окну (форма кольцевого затвора и контакт к поликремнию)?

Если соединены стоки или истоки МОП-транзисторов, то как тут эффективно использовать площадь?

Share this post


Link to post
Share on other sites
А сколько уровней вложенности можно сделать в кольцевых, чтобы логическая схема работала?
Сколько угодно. Учитывая емкости затворов и сопротивление поликремния, конечно.

Но, обычно больше двух последовательно не делают, - третий огромен.

 

Как рассчитывать периметры и площади?

А в чем проблема?

Обычно экстракторы с этим нормально справляются.

Можно им помочь, конечно. Для повышения точности ввести дополнительные слои генерации.

 

Как лучше делать переход к контактному окну (форма кольцевого затвора и контакт к поликремнию)?

Если соединены стоки или истоки МОП-транзисторов, то как тут эффективно использовать площадь?

Контакт к поликремнию всегда делается на локальном окисле. Иногда на "островке". Как и в линейных тр-ах.

Вариантов конфигураций масса, ограничивается лишь вашей задачей и фантазией.

Вот пара примеров:

post-4641-1280004459_thumb.jpgpost-4641-1280004476_thumb.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites
А в чем проблема?

Обычно экстракторы с этим нормально справляются.

Можно им помочь, конечно. Для повышения точности ввести дополнительные слои генерации.

Какие программы посоветуете использовать для извлечения параметров. ISExtract подойдёт для таких целей?

 

Контакт к поликремнию всегда делается на локальном окисле. Иногда на "островке". Как и в линейных тр-ах.

Вариантов конфигураций масса, ограничивается лишь вашей задачей и фантазией.

Вот пара примеров:

post-4641-1280004459_thumb.jpgpost-4641-1280004476_thumb.jpg

Я вижу, что в aaaaaaaaa.jpg контактные окна между областями n и p лежат наполовину в n наполовину в p области.

А почему тут сделано не 2 контактных окна каждое в своей области, а одно окно?

С целью экономии площади?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Какие программы посоветуете использовать для извлечения параметров. ISExtract подойдёт для таких целей?
EXT есть в любом пакете для дизайна. Если вы еще не выбрали, то советую "рисовать чудеса" в Таннере. Рисовалка там, пмсм, лучшая из всех существующих. Экстрактор вызывается кнопкой на панеле задач. ***.ext - файл прописать осилите сами, по примерам и вполне понятной логике. Хелп в помощь.

 

Я вижу, что в aaaaaaaaa.jpg контактные окна между областями n и p лежат наполовину в n наполовину в p области.

А почему тут сделано не 2 контактных окна каждое в своей области, а одно окно?

С целью экономии площади?

Да, экономии. В принципе, эти картинки определены DRC конкретного производителя. А бывает по разному. Например, разрешены только квадратные КО одного размера. ПМСМ, это заблуждение. Де-факто. Логичнее и предпочтительнее сплошные области КО. Но, с DRC спорить нельзя.

Share this post


Link to post
Share on other sites
А бывает по разному. Например, разрешены только квадратные КО одного размера. ПМСМ, это заблуждение. Де-факто. Логичнее и предпочтительнее сплошные области КО. Но, с DRC спорить нельзя.

Контакты одного размера предпочтительнее, так как скорость травления при изготовлении контактов зависит от размеров области травления.

При одинаковых контактах технологам легче подобрать оптимальный режим и, значит, процент выхода годных будет выше.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Контакты одного размера предпочтительнее, так как скорость травления при изготовлении контактов зависит от размеров области травления.

При одинаковых контактах технологам легче подобрать оптимальный режим и, значит, процент выхода годных будет выше.

Есть только 2 фактора основных при вскрытии окон:

- уход границы окна (растрав), зависящий от геометрии окна;

- отвод продуктов реакции, зависящий от плотности окон.

И то, и другое может быть специфицировано (и, кое-где именно так уже).

А разговоры про "легче подобрать..." - лажа полная. Чистый консерватизм конкретных производств и технологов.

Непрерывные большие контакты могут дать прирост в динамике порядка (10-30) %, повысить надежность и стойкость ИС.

Я бы не спорил про техпроцессы порядка 60 нм и ниже, там многое на грани химии и плазмы. Всё, что выше - не имеет смысла вводить такие ограничения.

Они остались со времен разработок таких процессов. И, по сути, рудименты.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Вы не путаете чего-то? За счет чего кольцевой резистор вдруг станет более воспроизводим?
Потратил пол дня на поиски книги и собственные расчеты... Свои расчеты ничего путного не дали, а вот книжку на полке у себя нашел: Анализ и расчёт интегральных схем. Часть 1 / Под ред. Д. Линна и др. - 1969 - С. 173, 273.

... С целью уменьшения разброса резисторов вследствие изменения их линейных размеров для резисторов выбрана круглая форма. Величина сопротивления может быть вычислена с помощью выражения:

?R=\frac{\rho_s}{2\pi}\ln\frac{r_2}{r_1}

где ?\rho_s - поверхностное сопротивление, Ом/[];

?r_1 - радиус внутреннего контакта;

?r_2 - радиус внешнего контакта;

Для резисторов круговой формы имеет место логарифмическая зависимость сопротивления от размеров в отличие от линейной зависимости для резисторов прямоугольной формы.

Кстати, может кто в электронном виде книжку имеет, поделитесь, пожалуйста...

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Потратил пол дня на поиски книги и собственные расчеты... Свои расчеты ничего путного не дали, а вот книжку на полке у себя нашел: Анализ и расчёт интегральных схем. Часть 1 / Под ред. Д. Линна и др. - 1969 - С. 173, 273.

Кстати, может кто в электронном виде книжку имеет, поделитесь, пожалуйста...

Спасибо за поиск. Однако, насколько я понял, речь идет не о кольцевом, а о круглом резисторе, с контактами в центре и по периметру круга.

И, в принципе, дающий мало полезного. Уменьшение уходов здесь за счет отсутствия изменения ширины резистора. Однако, перетрав\недотрав контактных окон влияет значительно в такой конструкции. И длина резистора меняется.

Таким способом высокоомные резисторы не сделать, к тому же.

 

В принципе, если учитывать характерный уход границы поликремния порядка -0.25 мкм при ПХТ для обычных дубовых процессов 1-3 мкм, то, рисуя широкие резисторы (примерно 10 мкм шириной), можно получать стабильно более воспроизводимые номиналы.

А вот от поверхностного сопротивления зависимость у всех конструкций прямая.

Не знаю, может и можно что-то придумать гениальное-геометрическое... Было бы забавно.

 

Хотя, мысль чем-то интересная, спасибо еще раз!

Надо её подумать.

Может, какой гибрид с конструкцией Ван-дер-Пау и имеет перспективу.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Спасибо за поиск. Однако, насколько я понял, речь идет не о кольцевом, а о круглом резисторе, с контактами в центре и по периметру круга.
Топологию вы представляете правильно. Но мне не понятно, почему круглый резистор вы кольцевым не считаете? Кольцо это универсальная, на сколько я понимаю, форма: и круглое и квадратное кольцо бывает.

 

И, в принципе, дающий мало полезного. Уменьшение уходов здесь за счет отсутствия изменения ширины резистора. Однако, перетрав\недотрав контактных окон влияет значительно в такой конструкции. И длина резистора меняется.
Так тут же вся прелесть в том, что если изменить длину линейного резистора, то коэффициент формы изменится пропорционально, а в кольцевом коэффициент формы изменится пропорционально логарифму изменения длины. Поэтому как раз перетрав\недотрав контактных окон будет оказывать меньшее влияние, чем в линейных резисторах, я так понял формулу.

 

Таким способом высокоомные резисторы не сделать, к тому же.

...

А вот от поверхностного сопротивления зависимость у всех конструкций прямая.

Согласен.

 

У меня тут другой вопрос созрел. На сколько я знаю, когда мы восстанавливали круглые транзисторы, то ширину и длину высчитывали через площадь затвора. Т.е. эквивалентная ширина бралась исходя из значения половины суммы периметров стока и истока. А исходя из формулы выше, получается что эквивалентная ширина кольцевой структуры равна:

?w=\frac{2\pi(r_2-r_1)}{\ln \frac{r_2}{r_1}}

Что по поводу расчёта эквивалентных ширины и длины думаете?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Топологию вы представляете правильно. Но мне не понятно, почему круглый резистор вы кольцевым не считаете? Кольцо это универсальная, на сколько я понимаю, форма: и круглое и квадратное кольцо бывает.
Ну, это вопрос философский. :) Кольцо имеет отверстие. Здесь, конечно, своеобразное отверстие тоже как бы есть. Но, не в структуре, а в резисторе. Ну, это не суть важно. Круговой представляется всё-таки правильнее назвать.

Хотя, можно нарисовать и кольцо, само собой. Тогда контакты будут по внутреннему и по внешнему периметрам этого кольца.

 

У меня тут другой вопрос созрел. На сколько я знаю, когда мы восстанавливали круглые транзисторы, то ширину и длину высчитывали через площадь затвора. Т.е. эквивалентная ширина бралась исходя из значения половины суммы периметров стока и истока. А исходя из формулы выше, получается что эквивалентная ширина кольцевой структуры равна:

?w=\frac{2\pi(r_2-r_1)}{\ln \frac{r_2}{r_1}}

Что по поводу расчёта эквивалентных ширины и длины думаете?

Да вроде всё просто с эквивалентом -

L=r2-r1

W=pi(r2+r1)

в первом приближении.

Откуда там логарифм натуральный я пока не сообразил. Автор перемудрил?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Да вроде всё просто с эквивалентом -

L=r2-r1

W=pi(r2+r1)

в первом приближении.

Вот именно в первом приближении. Я с этого начал свои расчеты. Но первое дело - это проверка подстановкой. Возьмите два кольца с общим одним радиусом и одинаковой шириной (L=r2-r1). Выразите через свои формулы. Равенства R=R1+R2 вы не получите. А если выразить через формулу с логорафмом, то всё сходится...

Откуда там логарифм натуральный я пока не сообразил. Автор перемудрил?
Объяснить не могу, так как не силён в интеграллах, я отсканю страницу из книги или может добавлю вывод формулы сюда...

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Вот именно в первом приближении. Я с этого начал свои расчеты. Но первое дело - это проверка подстановкой. Возьмите два кольца с общим одним радиусом и одинаковой шириной (L=r2-r1). Выразите через свои формулы. Равенства R=R1+R2 вы не получите. А если выразить через формулу с логорафмом, то всё сходится...

Объяснить не могу, так как не силён в интеграллах, я отсканю страницу из книги или может добавлю вывод формулы сюда...

Поисчеркал пару листов бумаги. Да, всё правильно. Логарифм по делу стоит. Вы и автор формулы правы.

 

 

Хотя, на практике, "квадратный" резистор уйдет меньше, если подобрать его размер так, что растрав поликремния (например) и контактного окна дадут такое же отношение L/W. (А эти растравы довольно близки для многих процессов ПХТ).

У кольцевого же уход L от растрава контактных окон скомпенсировать нечем - dW=0.

Также, прямая зависимость от поверхностного сопротивления не дает возможности получать резисторы абсолютной точности выше, чем обычно.

И, как и прежде, все высокоточные вещи можно строить только на относительной точности резисторов в ИС. Согласованных (перемешанных секторами).

 

Возможно, и существуют варианты, когда кольцевой резистор использовать целесообразно. Я придумать пока не смог, увы.

Получается чисто теоретическая "вещь в себе".

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this