Правильная ссылка на эту страницу
http://az-design.ru/Support/HardWare/Honeywell/S19840405Elc050.shtml

Арсенид-галлиевая матричная БИС на 432 логических элемента с 1-мкм минимальными размерами

Используя технологию с двумя уровнями металлизации и селективной ионной имплантацией, фирма Honeywell Inc. начала выпускать на 75-мм арсенид-галлиевых пластинах полузаказные логические матричные БИС на основе базового кристалла на 432 логических элемента. В состав кристалла входит также встроенное статическое ЗУПВ емкостью 64 бит.

Эти 432 элемента нескоммутиро-ванной логики на полевых транзисторах с диодами Шотки эквивалентны 432 вентилям НЕ-И или 1296 простым многовходовым вентилям НЕ-ИЛИ. Новый базовый кристалл из GaAS, HGAS-500, содержит 32 контактные площадки ввода-вывода и может быть сделан совместимым по логическим уровням с ТТЛ-, К/МОП-мли ЭСЛ-схемами.

Разработанная фирмой Honeywell планарная ионно-легированная технология GaAS-схем, в которой применяется непосредственное пошаговое репродуцирование с уменьшением 10:1, обеспечивает изготовление металл-полупроводниковых полевых транзисторов (МеП-транзисторов) с затворами длиной 1 мкм. Размер базового кристалла составляет 3,74*4,75 мм. Типовые показатели его вентилей на обедненных транзисторах — это задержки величиной 250 пс и средняя рассеиваемая мощность 3 мВт при напряжении питания 3 В и коэффициенте разветвления по выходу 1.

«Уже самые первые наши арсенид-галлиевые приборы по величине произведения быстродействие × мощность эквивалентны лучшим ЭСЛ-схемам, поэтому после оптимизации технологического процесса мы, естественно, рассчитываем существенно превзойти ЭСЛ-схемы», — говорит Уоллес (Шон) Шонфилд, заместитель управляющего программой разработки арсенид-галлиевых ИС в отделении оптоэлектроники фирмы Honeywell (Ричардсон, шт.Техас). Эти программируемые фотошаблонами арсенид-галлиевые вентильные матрицы предназначены для широкого круга промышленных и военных систем — от цифровых компьютеров до аналоговых средств связи.

Фирма Honeywell (Миннеаполис) в настоящее время передает новые кристаллы из научно-исследовательских лабораторий в свое отделение оптоэлектроники (Ричардсон). Это отделение имеет многолетний опыт производства полупроводниковых соединений для ИК-источников. В нем будет развернута новая линия для опытного производства ИС на 75-мм GaAs-пластинах. На этой линии с начала 1985г. по контракту DARPA1{Электроника, 1984, №4, «Последние новости»} будет начат выпуск арсенид-галлиевых логических матриц.

В настоящее время руководители проекта утверждают, что срок разработки и изготовления полузаказной ИС на новом базовом кристалле будет составлять два месяца. Матричные БИС стоят около 950 долл. за штуку в партиях по 100 шт. Матрица HGAS-500 выпускается в корпусах нескольких типов, которые монтируются на поверхности плат, в том числе в 144-контактном керамическом безвыводном носителе кристаллов, разработанном фирмой Honeywell.

Особенность конструкции новой арсенид-галлиевой матрицы — наличие четырех встроенных блоков статического ЗУПВ емкостью 4*4 бит каждый. Изготовлять фотошаблоны с межсоединениями фирма Honeywell будет по магнитным лентам с результатами трассировки на системе автоматизированного проектирования Calma (разводка заказчика) или по принципиальным схемам. «Мы будем работать с заказчиками на одном или на обоих этих уровнях», — говорит Фредерик Дж. Ститер, управляющий разработками и изготовлением материалов, возглавляющий новую работу по GaAs-приборам в Ричардсоне.

Фирма намерена снабдить своих заказчиков программными средствами автоматизированного проектирования, которые можно будет эксплуатировать на самых разнообразных компьютерах. К середине 1984г. должны быть готовы к поставке программные средства автоматической трассировки соединений в матрицам. В процессе проектирования заказчики могут обращаться к библиотеке арсенид-галлиевых макроэлементов, разработанной фирмой Honeywell. В ее состав входят 4-бит мультиплексор типа 4:1, выходные буферы, регистры на D-триггерах, дешифратор и счетчик.

Кристалл работает от двух или трех источников питания с разными напряжениями в зависимости от требований к внешним логическим уровням. В настоящее время матрица уже полностью удовлетворяет военным требованиям по рабочему температурному диапазону — от —55 до 125°С, и, как указывает Шонфилд, специалисты фирмы Honeywell надеются по мере отработки и совершенствования технологии расширить этот диапазон.

В соответствии с контрактом на 24 млн. долл. с DARPA фирмы Honeywell и Rockwell International Corp. должны совместно развернуть линии для опытного производства арсенид-галлиевых ЗУПВ и больших вентильных матриц. Фирма Rockwell работает над конструкцией и технологией ЗУ, а Honeywell создает матричные кристаллы, которые должны иметь эквивалентную сложность в 6 тыс. и 10 тыс. вентилей. В качестве промежуточного этапа фирма Honeywell завершает сейчас разработку базового кристалла на 2000 вентилей, который, вероятно, уже в конце 1984г. будет предложен промышленным заказчикам вместе с ее кристаллом HGAS-500.

Фирма также ведет работу над технологией схем на обогащенных переключательных и обедненных нагрузочных транзисторах, которая позволит ей изготавливать схемы с различными сочетаниями быстродействия и мощности для разных конкретных рынков сбыта. Например, изготовители суперкомпьютеров, по словам Шонфилда, скорее всего предпочтут схемы с максимально возможным быстродействием, тогда как изготовители систем военного назначения часто заботятся о том, чтобы в их схемах было обеспечено определенное соотношение между рассеиваемой мощностью и быстродействием [pp.164,166].

Honeywell Inc., Optoelectronics Division,
830 E. Arapaho Rd., Richardson, Texas 75081

Выходные данные:

Журнал "Электроника" том 57, No.07 (688), 1984г - пер. с англ. М.: Мир, 1984, стр.102

Electronics Vol.57 No.07 April 5, 1984 A McGraw-Hill Publication

Раздел: КОМПОНЕНТЫ, ПРИБОРЫ, СИСТЕМЫ

Тема:     Интегральные схемы





Дата последнего изменения:
Thursday, 21-Aug-2014 09:10:44 MSK


Постоянный адрес статьи:
http://az-design.ru/Support/HardWare/Honeywell/S19840405Elc050.shtml