Правильная ссылка на эту страницу
http://az-design.ru/Support/HardWare/Motorola/A19821020Elc003.shtml

Быстродействующие логические К/МОП ИС, превосходящие по динамическим параметрам маломощные Шотки/ТТЛ-схемы

Появившиеся в течение последних лет несколько семейств быстродействующих К/МОП ИС продемонстрировали, что они вполне в состоянии конкурировать с «рабочей лошадью» отрасли — маломощными Шотки/ТТЛ-схемами. Теперь специалисты фирмы Motorola осознали, что К/МОП-технология еще не в состоянии полностью составить элементную базу систем, и поэтому в отделении МОП-приборов этой фирмы (Остин, шт.Техас) сейчас разрабатывается технология изготовления еще более быстродействующих К/МОП-схем, совместимых с ТТЛ ИС.

Идентичная стратегия была недавно избрана и фирмой RCA Corp., которая на конференции «Веской» сделала сообщение о своем новом семействе К/МОП-схем, в составе которого имеются версии приборов, совместимые по логическим уровням и с ТТЛ-, и с К/МОП-схемами. И хотя вполне возможно, что через некоторое достаточно большое время победителем в конкурентной борьбе выйдут системы, целиком выполненные на К/МОП-приборах, пока что совместимые с ТТЛ ИС К/МОП-приборы могут в ближайшее время отвоевать примерно 20% рынка сбыта маломощных Шотки/ТТЛ ИС, составляющего 1,8 млрд. долл.

Чтобы не остаться в стороне от этого рынка, фирма усовершенствовала свою технологию быстродействующих К/МОП-схем таким образом, чтобы преобразование логических уровней не вызывало никаких потерь в быстродействии. Специалисты фирмы считают, что благодаря такому подходу им удастся на деле даже превзойти конкурирующие ТТЛ-схемы по быстродействию.

Эта усовершенствованная К/МОП-технология с кремниевыми затворами будет сначала использована для изготовления нового подсемейства (совместимого с входными ТТЛ-сигналами) растущей серии 74НСХХ, разработанной фирмой Motorola совместно с компанией National Semiconductor Corp.1{Электроника, 1981, №14, с.9.}. Эти приборы, получившие название НСТ и находящиеся сейчас на завершающих стадиях разработки, должны появиться в продаже в начале 1983 г.

«Судя по данным моделирования, нам впервые удастся действительно превзойти маломощные Шотки/ТТЛ-схемы по быстродействию,— говорит Дэйвид С. Нихаус, управляющий планированием номенклатуры цифровых МОП-схем. —

До сих пор наша цель состояла в том, чтобы только сравняться с Шотки/ТТЛ-схемами».

И хотя к настоящему моменту еще не закончен сбор данных по первым семи приборам серии НСТ, руководящие работники фирмы Motorola, отвечающие за производство логических схем, уже почти уверены в том, что новая технология позволит удвоить быстродействие некоторых приборов. Однако Нихаус подчеркивает, что на начальной стадии серийного производства приборы этого подсемейства будут скорее всего иметь достаточно скромные паспортные значения параметров, примерно соответствующие серийным Шотки/ТТЛ-схемам и современным быстродействующим К/МОП-схемам.

Удвоение быстродействия. «На деле мы еще не установили паспортные характеристики этих приборов, однако в рамках экспериментальной программы уже получили показатели быстродействия, превосходящие аналогичные показатели маломощных Шотки/ТТЛ-схем на 30—100%»,— отмечает он. Представители фирмы Motorola полагают, что когда новые приборы поступят в продажу, на них будет установлена цена, примерно равная цене существующих серийных К/МОП-приборов. Эта цена на 50—70% выше цены маломощных Шотки/ТТЛ-схем, которые они заменяют.

Фирма Motorola выбрала новую технологию для изготовления схем серии НСТ, чтобы при добавлении в состав К/МОП-кристаллов преобразователей уровней, обеспечивающих их совместимость по входу с ТТЛ-схемами, параметры быстродействия не ухудшались. Эти кристаллы, а также разрабатываемые сейчас в компании National Semiconductor Corp. с аналогичными входными преобразователями ТТЛ-уровней, предназначены для непосредственной замены маломощных Шотки/ТТЛ ИС. «Мы понимаем, что в основном цифровые системы все еще состоят из ТТЛ-схем, и сразу все их переделать на схемы семейства 74НСХХ просто нереально. Поэтому мы делаем шаг назад и осваиваем производство ряда приборов семейства НС, совместимых по входу с ТТЛ-схемами», — добавляет он.

Компании National и Motorola планируют выпускать минимальное количество типов К/МОП-приборов, совместимых по сходам с ТТЛ-схемами, — видимо, не более 30—50. Обе они считают, что в долгосрочной перспективе главной статьей их дохода должны стать К/МОП-приборы с входами, совместимыми с К/МОП-сигналами.

Новый технологический процесс, названный просто HC-MOS, предусматривает уменьшение длины затворных электродов с 3,5 до 3 мкм. Это вместе с уменьшением глубины диффузионных областей, снижающим паразитные емкости, обеспечивает основную часть приращения быстродействия. Кроме того, в новой технологии р-карманы заменены n-карманами, что обеспечивает лучшую защиту от защелкивания входов.

Компания National (Санта-Клара, шт.Калифорния) также планирует уже в четвертом квартале 1982 г. начать выпуск своих схем серии НСТ по технологии с 3-мкм нормами, однако руководящие работники этой компании, ведающие логическими ИС, предсказывают, что эти схемы из-за входных преобразователей уровней будут несколько медленнее кристаллов, совместимых по входу с К/МОП-сигналами.

Тем временем и другие фирмы организуют у себя программы разработки К/МОП-схем, способных заменять маломощные Шотки/ТТЛ-схемы. Например, отделение Solid State фирмы RCA Corp. (Сомервилл, шт. Нью-Джерси) развертывает производство схем серии Q-MOS (Q — quick означает «быстрые»).

Но фирма RCA не собирается останавливаться на этом. Эта компания в настоящее время разрабатывает усовершенствованную К/МОП-технологию. Разработка новой технологии должна быть завершена в 1984г., и по этой технологии будут выпускаться схемы, превосходящие по быстродействию усовершенствованные маломощные Шотки/ТТЛ ИС. Эта модернизированная К/МОП-технология будет иметь 2-мкм проектные нормы, а типовые задержки изготавливаемых с ее помощью схем будут составлять менее 6 не. В используемых в настоящее время технологических процессах изготовления К/МОП ИС топологические проектные нормы составляют 3 мкм [pp. 56, 61].

Дж. Роберт Лайнбек

Выходные данные:

Журнал "Электроника" том 55, No.21 (651), 1982г - пер. с англ. М.: Мир, 1982, стр.5

Electronics Vol.55 No.21 October 20, 1982 A McGraw-Hill Publication

Раздел: ОБОЗРЕНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ

Тема:     Интегральные схемы





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


Постоянный адрес статьи:
http://az-design.ru/Support/HardWare/Motorola/A19821020Elc003.shtml