Сверхбольшие интегральные схемы

Файл : ref-15228.doc (размер : 415,232 байт)

Содержание

1. ВВЕДЕНИЕ ……………………………..…………………………………….2

2. n-МОП СБИС ТЕХНОЛОГИЯ…………………………………………… .4

2.1Основы технологии производства n-МОПСБИС……………………4

2.2Этапы технологического процесса….………………………………. 5

3. СБИС ПРОГРАММИРУЕМОЙ ЛОГИКИ (ПЛ.)……………………… .7

4. МИКРОПРОЦЕССОРЫ……………………………………………………12

5. МАТРИЧНЫЕ МИКРОПРОЦЕССОРЫ ………...……………………. .17

5.1 Матричные микропроцессоры………………………..……………...17

5.2 Транзисторные матрицы………………………………..…………….17

5.3 Матричные процессоры…………………………………..…………..20

5.4 Автоматизация проектирования

цифровых СБИС на базе матриц Вайнбергера и транзисторных

матриц………………………………………………………………….…..21

6. АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ СБИС ………….26

6.1 Основные типы БМК………………………..…………………….….28

6.2 Реализация логических элементов на БМК…..………………….….30

6.3 Системы автоматизированного проектирования матричных бис, постановка задачи проектирования……………………………………...31

6.4 Основные этапы проектирования…………………..………………..33

7. ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………... ...35

8. СПИСОК ИСПЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………………………37

1. ВВЕДЕНИЕ

С момента появления первых полупроводниковых микросхем (начало 60-х годов) микроэлектроника прошла путь от простейших логических элементов до сложных цифровых устройств, изготавливаемых на одном полупроводниковом монокристалле площадью около 1 см2. Для обозначения микросхем со степенью интеграции выше 104 элементов на кристалле в конце 70-х годов появился термин "сверхбольшие интегральные схемы" (СБИС). Уже через несколько лет развитие этих микросхем стало генеральным направлением в микроэлектронике.

В начале своего развития электронная промышленность представляла собой отрасль техники, целиком основанную на операциях сборки, и позволяла реализовать весьма сложные функции путем объединения множества элементов в одном изделии. При этом значительная часть прироста стоимости изделий была связана с процессом сборки. Основными этапами этого процесса являлись этапы проектирования, выполнения и проверки соединений между электронными компонентами. Функции и размеры устройств, которые могли быть реализованы на практике, ограничивались количеством используемые компонентов, их физическими размерами и надежностью.

Исторически сложилось так, что первоначально внимание к ИС привлекли такие их особенности, как малые размеры и масса, а затем развитие техники ИС, позволяющей скомпоновать на поверхности кристалла значительное количество элементов, включая меж соединения, постепенно привело к возможности создания СБИС. Т.о. стало возможным не только "повышение экономичности" электронных схем, но и улучшение их характеристик с одновременным повышением надежности. Развитие техники и технологии СБИС обусловило весьма существенные вменения в специфике электронной промышленности, заключающееся в совершенствовании процесса изготовления ИС и методов их проектирования. Типичным фактором первой группы является совершенствование микро технологии. Уменьшение размеров полупроводниковых приборов позволяет одновременно добиться как улучшения характеристик ИС, формально определяемых законом пропорциональности размеров, так и улучшения их экономических (материальных и энергетических) показателей, связанных с уменьшением площади кристалла.

Исторически первым полупроводниковым материалом, использованным на ранних стадиях разработки полупроводниковых приборов, был германий. Совершенствование германиевой технологии сделало возможным создание ряда приборов, включая германиевые точечные и сплавные транзисторы. Однако вскоре германий был заменен кремнием, обладающим таким важным свойством, как возможность получения в окислительной среде тонкого, прочного и влагонепроницаемого диэлектрического слоя аморфной двуокиси кремния (SiO2).

В 60-х годах наибольшее распространение получили ИС на основе биполярных транзисторов. Начиная с 1975 г. на рынке превалируют цифровые ИС на основе МОП-структур. Преимущества ИС на основе МОП-структур:

Миниатюризация.

Низкое потребление мощности.

Высокий процент выхода.

Высокое быстродействие.

Высокий уровень технологичности.

В технологии СБИС степень интеграции превышает 215 элементов на кристалл. Уровень миниатюризации, который был использован при производстве процессора Intel Pentium в 1993 году, составлял 0,8 мкм, сейчас используются транзисторы с длиной канала 0,18 мкм, а в перспективе - разработка устройств с длиной канала в 0,13 мкм, что в плотную приближается к пределу физических ограничений на работу такого рода транзисторов.