Karl Knauer

Toleranzanalyse bei integrierten Analogfiltern

F ü r d i e D o k u m e n t a t i o n : MOS-Technologie / Vorlagentoleranz / Herstellungstoleranz / Monolithisch integriertes Filter / Transversalfilter / CCD 1. E i n l e i t u n g Integrierte Analogfilter werden in der Regel so entworfen, daß die Übertragungscharakteristik weitgehend durch Kapazitätsverhältnisse bestimmt wird. Diese müssen sehr genau realisiert werden, da der Einsatz dieser Systeme nur dann sinnvoll erscheint, wenn ohne einen nachträglichen Filterabgleich eine ausreichend hohe Ausbeute zu erwarten ist. Durch Herstellungstoleranzen werden die gewünschten Kapazitätsverhältnisse aber verfälscht und damit die Ausbeute an Schaltungen, welche die Filterspezifikationen erfüllen, verringert. Diese Toleranzen treten sowohl bei der Vorlagenals auch bei der Schaltungsherstellung auf. Die Art der einzelnen Toleranzen, ihre Größenordnung und ihr Einfluß auf die zu realisierende Übertragungsfunktion soll im folgenden untersucht und ermittelt werden. 2. U n t e r s u c h u n g der v e r s c h i e d e n e n Tole ranza r t e n Um die Herstellungsgenauigkeit und die Toleranzen bei einem bestimmten Halbleiterprozeß anzugeben, werden die relevanten Größen, wie z. B. die Linienbreiten, gemessen [1]. Man erhält dann Verteilungen, wie sie in Bild l gezeigt sind. Hier ist die Schwankung einer Linienbreite über einer Charge dargestellt. Bei jedem einzelnen Wafer schwankt die gemessene Linienbreite in einem anderen Bereich. Die einzelnen Bereiche sowie ihr Mittelpunkt, die mittlere Sollwertabweichung, sind verschieden weit von dem gewünschten Sollwert entfernt. Dabei wird bei den einzelnen Linienbreiten auf jedem Wafer eine Gauß-förmige Verteilung angenommen, wie sie links in Bild l gezeigt ist. In dem eingezeichneten Schwankungsbereich von 2 liegen ca. 96% aller vorkommenden Linienbreiten [2]. Für den Schaltungstechniker ist es nun notwendig, aus der Vielzahl der angegebenen Meßdaten die für ihn releHäufigkeit