Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць, Вип. 85

Постійне посилання зібрання

https://ela.kpi.ua/handle/123456789/56054

Переглянути

Зараз показуємо 1 - 1 з 1

Відкритий доступ
Емпiричнi моделi залежностi електричних параметрiв компонентiв iнтегральних мiкросхем вiд зовнiшнього тиску
(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Зилевiч, М. О.; Кучернюк, П. В.
Одним з факторiв, що впливають на електричнi характеристики i параметри iнтегральних мiкросхем, є зовнiшнiй тиск, який найчастiше виникає в результатi процесiв розшарування в корпусi мiкросхеми. Пiд дiєю тиску ширина забороненої зони напiвпровiдника змiнюється, що призводить до змiни електричних параметрiв активних i пасивних компонентiв iнтегральних мiкросхем (IМС). Сучаснi моделi залежностi ширини забороненої зони вiд тиску дуже спрощенi, не забезпечують точностi моделювання в широкому дiапазонi значень тиску, що не дозволяє розробити адекватнi математичнi моделi напiвпровiдникових компонентiв для подальшого вивчення впливу тиску на електричнi характеристики i параметри IМС. Для побудови бiльш точної математичної моделi залежностi ширини забороненої зони кремнiю вiд зовнiшнього тиску було експериментально дослiджено вплив тиску на електричнi параметри iнтегрального резистора, дiода та бiполярного транзистора, якi є компонентами спецiалiзованої IМС. Вибiр пасивних i активних компонентiв для експериментальних дослiджень дозволив виключити вплив особливостей технологiчних процесiв виготовлення i отримати бiльш достовiрнi данi для подальшої побудови апроксимацiйної моделi. Дослiдження проводилися в дiапазонi тискiв вiд 0 до 25 ГПа. Вимiри проводилися на спецiально сконструйованому вимiрювальному стендi. Стенд дозволяє проводити високоточнi вимiрювання опору iнтегральних резисторiв, ВАХ-дiодiв i транзисторiв пiд дiєю регульованого тиску, що прикладається до поверхнi пасивного або активного компонента, реалiзованого на кристалi IМС. Похибка вимiрювання цього стенду визначається похибкою мультиметра i становить ±0,001В за напругою i ±0,0001А за струму. Датчик зусилля вносить похибку в ±0,025Н. Отримано вирази для визначення значення ширини забороненої зони через експериментальнi значення опору резистора i струму через дiод при нульовому тиску i певнiй величинi тиску, що дозволило побудувати емпiричну модель залежностi ширини забороненої зони кремнiю вiд тиску. Показано, що класична лiнiйна модель не вiдображає реального нелiнiйного характеру такої залежностi. Запропоновано уточнюючий нелiнiйний коефiцiєнт i проведена серiя обчислювальних експериментiв для вибору оптимального методу апроксимацiї експериментальних даних. В обчислювальному експериментi були дослiдженi такi методи апроксимацiї, як степеневий, логарифмiчний, гiперболiчний i експонентний. Всi розрахунки проводилися з використанням MATLAB R2016a. Для пiдвищення точностi апроксимацiї в розрахунках використовувалося 25 експериментальних точок. Найменша вiдносна похибка апроксимацiї отримана для гiперболiчної апроксимацiї. В рамках гiперболiчного наближення побудована емпiрична модель залежностi ширини забороненої зони кремнiю вiд зовнiшнього тиску, похибка якої не перевищує 2% в дiапазонi тискiв вiд 0 до 25 ГПа. На основi запропонованої емпiричної моделi залежностi ширини забороненої зони кремнiю вiд тиску побудованi емпiричнi моделi вiдповiдних залежностей опору iнтегрального резистора i струму через iнтегральний дiод. Запропоновано корегуючi коефiцiєнти, якi дозволили знизити вiдносну похибку моделi для опору до 11%, для струму до 25%. Отримана точнiсть моделей дозволяє використовувати їх для подальших дослiджень впливу тиску на електричнi характеристики IМС.

Переглянути

Перегляд Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць, Вип. 85 за Ключові слова "approximation"

Результатів на сторінці

Налаштування сортування