Микроэлектроника (стр. 2 из 6)
Рис. 1
Таблица 1
Минимизированная таблица переходов RST-триггера
| tn | tn+1 | ||
| Rn | Sn | Tn | Qn+1 |
| 0 | 0 | 0 | Qn |
 0 | 0 | 1 | Qn |
| 0 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 0 |
Логическое уравнение триггера RST-типа, составленное на основе табл. 1 с учетом
ограничений, исключающих запрещенные комбинации сигналов, записывается в виде
Qn+1 = Sn + Tn × Qn + Rn× T × Qnпри S × T = R × T = R × S = 0 
Схема RST-триггера аналогична схеме триггера Т-типа и отличается от нее только наличием двух установочных входов Rdи Sd. По этим входам осуществляется непосредственая установка триггера в состояние 0 (Q=0) и 1 (Q=1) соответственно.Триггер RST-типа находит широкое применение в пересчетных схемах, устройствах управления, распределителях и т.д. /3/
Электрические параметры данной схемы:
| Напряжение источника питания: | 12В±10% |
| Потребляемый ток: | 10мА |
| Рабочая частота: | 10-20кГц |
| Чувствительность по входу 6: | 4В |
| То же по входу 9: | 1.8В |
| Амплитуда выходного импульса Uвых: | 5В |
| Максимальная потребляемая мощность: | 150 мВт |
| Длительность фронта и спада выходного импульса: | 5мкс |
1.2 Краткая технология изготовления данной микросхемы
1.2.1 Базовые технологические процессы
Метод термовакуумного напыления (ТВН) основан на создании направленного потока пара вещества и последующей конденсации его на поверхностях подложек, имеющих температуру ниже температуры источника пара. Процесс ТВН можно разбить на четыре этапа: образование пара вещества, распространение пара от источника к подложкам, конденсации пара на подложках, образование зародышей и рост пленки.
Образование пара вещества выполняется путем его испарения или сублимации. Вещества переходят в пар при любой температуре выше абсолютного нуля, но чтобы увеличить интенсивность парообразования вещества нагревают. С увеличением температуры повышается средняя кинетическая жнергия атомов и вероятность разрывов межатомных связей. Атомы отрывается и распространяются в свободном пространстве, образуя пар.
Распространение пара от источников к подложкам осуществляется путем диффузии и конвекции, на которые в первую очередь влияет степень вакуума. Для уменьшения потерь испаряемого материала за счет напыление на внутрикамерную оснастку и стенки камеры, а также для повышения скорости напыления и получения более равномерной по толщине пленки необходимо обеспечивать прямолинейное движение частиц пара в направлении подложки. Это возможно при условии, если длина свободного пробега частиц пара будет больше расстояния источник-подложка.
Конденсация пара на поверхность подложки зависит от температуры подложки и плотности атомарного потока. Атомы пара, достигшие подложки, могут мгновенно отразиться от нее, адсорбироваться и через некоторое время отразиться от подложки, адсорбироваться и после кратковременного мигрирования по поверхности окончательно остаться на ней.
Образование зародышей происходит в результате нахождения атомами мест, соответствующих минимуму свободной энергии системы атом-подложка. Рост зародышей происходит за счет присоединения новых атомов. По мере конденсации пара зародыши растут, между ними образуются крупные островки. После этого наступает стадия слияния островков с образованием единой сетки. Сетка переходит в сплошную пленку, которая начинает расти в толщину. С этого момента влияние подложки исключается и частицы пара от поверхности пленки практически не отражаются.
На этапе образования зародышей и роста пленки воздействие остаточных газов на растущую пленку должно быть сведено к минимуму. Обеспечить это можно повышением степени вакуума или увеличением скорости парообразования.
Качество пленки определяется также размером зерна и величиной адгезии к поверхности подложки. Повышение температуры подложек уменьшает плотность центров зародышеобразования и, следовательно, способствует формированию крупнозернистых пленок, и, наоборот, повышение плотности потока пара вещества способствует получению пленок с мелкозернистой структурой.
Для улучшения адгезии и структуры пленок напыление проводят на нагретые до температуры 200...300°C подложки.
Процесс ТВН выполняют в вакуумных камерах. Нагрев осуществляют прямым или косвенным (теплопередачей от испарителя) способами: путем пропускания электрического тока, токами индукции, электронной бомбардировкой.
Процесс начинают с загрузки вакуумной камеры: испаряемый материал помещают в тигли, подложки устанавливают в подложкодержатели, маски - в маскодержатели . В зависимости от конструкции внутрикамерных устройств техники выполнения загрузки могут различаться. Затем камеру герметизируют и производят откачку воздуха. При закрытой заслонке производят нагрев подложек до заданной температуры и испарителей до температуры испарения. Проводят ионную очистку поверхностей подложек. Откачивают камеру до предельного вакуума. После этого открывают заслонку и ведут напыление пленки. При получении заданной толщины пленки процесс напыления прекращают, перекрывая атомарный поток заслонкой. Подложки охлаждают и после этого в камеру напускают воздух и производят выгрузку. /2/
1.2.2 Схема технологического процесса изготовления
Схема последовательности нанесения слоев микросхемы при масочном методе изготовленияпредставлена на рис.2
Схема последовательности нанесения слоев микросхемы при масочном методе изготовления
 |
Напыление резисторов через маску
 |
Напыление контактных площадок через маску
 |
Напыление изоляционного слоя через маску
 |
Напыление проводников через маску
 |
Напыление нижних обкладок конденсаторов через маску
 |
Напыление диэлектриков через маску
 |
Напыление верхних обкладок конденсаторов через маску
 |
Напыление защитного слоя через маску
Рис. 2
2. СПЕЦИАЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ
2.1 Исходные данные к расчету
Для разработки данной схемы, необходимы следующие исходные данные:
Электрические исходные данные:
схема электрическая принципиальная(рис. 3);
электрические данные активных и пассивных элементов (табл.2);
Конструктивные исходные данные:
количество внешних контактных площадок;
Технологические исходные данные:
способ получения тонких пленок;
Таблица 2
Электрические данные активных и пассивных элементов
| Поз.обозн. | Наименование | Кол-во |
| R1 | Резистор 22K ±30% 90мВт | 1 |
| R2 | Резистор 22K ±30% 10мВт | 1 |
| R3 | Резистор 10K ±30% 5мВт | 1 |
| R4 | Резистор 150 Ом ±25% 10мВт | 1 |
| R5 | Резистор 22К ±30% 10мВт | 1 |
| R6 | Резистор 10K ±30% 5мВт | 1 |
| R7 | Резистор 22К ±30% 90мВт | 1 |
| R8,R9 | Резистор 10К ±30% 5мВт | 2 |
| C1 | Конденсатор 450пФ ±30% Up=12В | 1 |
| C2 | Конденсатор 200пФ ±30% Up=12В | 1 |
| C3 | Конденсатор 430пФ ±30% Up=12В | 1 |
| C4 | Конденсатор 200пФ ±30% Up=12В | 1 |
| VT1...VT4 | Транзистор КТ-359 А | 4 |
2.2 Выбор материалов и их характеристика
Для изготовления данной схемы используются резистивные материалы, проводящие материалы, материалы для защиты, диэлектрики и материалы для обкладок конденсаторов.
2.2.1 Выбор материалы подложки
Материалом подложки в данной микросхеме является ситалл.
Ситалл — стеклокерамический материал, получаемый путем термообработки стекла. По свойствам превосходит стекло, хорошо обрабатывается.
Характеристики:
| Класс шероховатости поверхности: | 13..14 |
| ТКЛР, 1/°C при T=(20...300)°C: | (50 ±2)× 10-7 |
| Теплопроводность, Вт/м*°C: | 1.5 |
| Температура размягчения, °С: | 620 |
| Диэлектрическая проницаемость при f=106Гц и Т=+20°C: | 5...8.5 |
| Тангенс угла диэлектрических потерь при f=106Гц и Т=+20°С: | 20×10-4 |
Ситалл обладает высокой химической стойкостью к кислотам, не порист, дает незначительную объемную усадку, газонепроницаем, при высоких имеет малую газоотдачу.