ε – диэлектрическая проницаемость объекта,
ε0 – относительная диэлектрическая проницаемость объекта.
Для простоты вычислений заменим параметр d на его обратную величину – а. Далее, для вычисления отношения не будем использовать произведение относительной диэлектрической проницаемости и диэлектрической проницаемости и поэтому формула (5.18) преобразуется в С=S а. Итак, емкость С1будет равна 18,42, если S=19?025 и а=0,968. Емкость С2 складывается из емкостей инжектора С3, емкости подзатворного окисла С4, емкости N+ стока С5 и емкости на толстом окисле С6. Суммарная емкость выражается формулой
С2=С3+С4+С5+С6 (5.40)
Определим емкость инжектора зная, что S=1 мкм2 и а=4,25, получим С3 равным 4,25. Площадь подзатворного окисла равна 5,325 мкм2 и а=1,36. В итоге получим, что емкость С4 подзатворного окисла равна 7,74. Площадь N+ стока S=3мкм2 и а=1,36. Емкость С5 равна 3,69. Емкость С6 на толстом окисле составит 0,576, если S=11,46 мкм2 и а=0,05. Отношение С1 к С2 составит 1,17.
Теперь приведем расчет для ячейки площадью 76 мкм2. Площадь поверхности поликремния S=24,185 мкм2 и а=0,968. Емкость С1 равна 23,41. Далее проведем аналогичный расчет емкостей С3, С4, С5, С6, зная, что площадь инжектора равна 4,25 мкм2, площадь подзатворного окисла – 5,325 мкм2, площадь N+ стока – 4,6 мкм2, а площадь на толстом окисле – 15,38 мкм2. Параметр а остался прежним, так как не изменилась толщина окмслов. Итка, С3=4,25; С4=7,24; С5=3,69; С6=0,769. Отношение С1 кС2 составит 1,46.
Для ячейки площадью 90 мкм2 приведем только рассчитанные значения емкостей и отношение С1 к С2. С3, С4, С5, С6 равны соответственно 4,25; 7,39; 3,69; 1,103. Отношение С1 кС2 составило 1,8.э
Из вышепрведенных расчетов видно, что с увеличением площади ячеек растет соотношение емкостей.
При моделироании этих трех видов ячеек оказалось, что при стирании информации в ячейке с площадью 90 мкм2 не открывается транзистор. Значит, эта модель ячейки нам не подходит. При дальнейшем моделировании ячейка с площадью 64 мкм2 показала очень хорошие результаты, тро есть при стирании информации ячейка срабатвала , причем количество циклов стирания было в пределах десятков тысяч.
6. ОХРАНА ТРУДА И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНЫХ И БЕЗВРЕДНЫХ УСЛОВИЙ ТРУДА ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ПОУПРОВОДНИКОВЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ ДЛЯ ПРОЕКТИРУЕМОГО ОБЪЕКТА
6.1 Нормы и работы для производственных помещения
Темой дипломного проекта является разработка электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство для телевизоров седьмого поколения. Для разработки такого объекта необходимы не только знания в области микроэлектроники, но и также надо знать требования техники безопасности. Техника безопасности или охрана труда обеспечивает безвредные условия труда. Для обеспечения безвредных условий труда необходимо, чтобы в нормативно-технических и технологических документах кроме требований к качественному изготовлению изделий были предусмотрены требования безопасности [6.1].
Для обеспечения безопасных и здоровых условий труда при выполнении работ площадь помещений для работников конструкторских бюро (КБ) следует предусматривать из расчета на одного человека не менее 6 м2, кубатуру—не менее 19,5 м3 с учетом максимального числа одновременно работающих в смену. В машинных залах ЭВМ, а также в других помещениях КБ, где особенности эксплуатации оборудования обуславливают повышенную подвижность воздуха, значительные уровни звука и другие неблагоприятные факторы производственной среды, постоянные рабочие места операторов ЭВМ необходимо размещать в изолированных кабинах, площадь которых из расчета на одного человека должна быть не менее 6 м2, кубатура—не менее 20 м3[6.2].
Конструкция рабочей мебели (столы, кресла или стулья) должна обеспечивать возможность индивидуальной регулировки соответственно росту работающего и создать условия для удобной позы. Часто используемые предметы труда и органы управления должны находиться в оптимальной рабочей зоне.
Рабочее место для выполнения работ в положении сидя должно соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.032-78[6.3], ГОСТ 22269-76[6.4], ГОСТ 21 829 –76[6.5]. При конструировании его элементов нужно учитывать характер работы, физические и психологические особенности человека. Рабочий стол должен регулироваться по высоте в пределах 680-760 мм. Оптимальные размеры рабочей поверхности столешницы 1600х900 мм. Под ней должно быть свободное пространство для ног с размерами по высоте – не менее 600 мм от пола, по ширине – 500мм, по глубине – 650 мм. На поверхности рабочего стола для документов нужно предусматривать размещение специальной подставки, удаление которой от глаз должно быть аналогичным расстоянию от глаз до клавиатуры.
Рабочий стул (кресло) должен быть снабжен подъемно-поворотным устройством, обеспечивающим регуляцию высоты сидения и спинки, угол которой должен также регулироваться. Рабочее кресло должно иметь подлокотники. Должна быть и надежная фиксация каждого положения стула. Высоту поверхности сидения нужно регулировать в пределах 400-500 мм. Ширина сидения - не менее 400 мм, глубина – не менее 380 мм. Высота опорной поверхности спинки должна быть не менее 300 мм, ширина – 380мм. Радиус кривизны в горизонтальной плоскости 400 мм. Угол наклона спинки должен изменяться в пределах 90° - 110° к плоскости сидения.
Необходима подставка для ног длиной 400 мм и шириной 350 мм с регулировкой угла наклона в пределах 20°. Она должна иметь рифленое покрытие и бортик высотой 10 мм по нижнему краю.
Микроклимат производственных помещений – это климат внутренней среды помещений, формируемый одновременно действующим на организм человека сочетаниями температур, относительной влажности, скорости движения воздуха и температуры окружающих поверхностей[6.6].
Различают оптимальные и допустимые параметры микроклимата. Оптимальные - это наиболее благоприятные, обеспечивающие человеку условия теплового комфорта. Допустимые характеризуются незначительным, в пределах физиологических приспособительных возможностей человека напряжением реакции терморегуляции, несколько снижающими работоспособность, ухудшающими самочувствие, но не наносящими ущерба здоровью.
Параметры микроклимата установлены СанПиН № 11-13-94[6.7]. В зависимости от периода года и степени тяжести различают два периода года:
а) холодный, если среднесуточная температура наружного воздуха <10° С;
б) теплый, если среднесуточная температура наружного воздуха >10° С.
Работы по степени тяжести подразделены на следующие:
а) легкие
Iа – работы, производимые сидя и сопровождающиеся незначительным напряжением, с энергозатратами до 120 ккал/ч (139 Вт);
Iб – работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением, с энергозатратми 121-150 ккал/ч (140-174 Вт);
б) средней тяжести
IIа – работы, связанные с постоянной ходьбой, перемещением мелких (до 1 кг) изделий или предметов в положении стоя или сидя и требующие определенного физического напряжения, с энергозатратами 151-200 ккал/ч (175-232 Вт);
IIб – работы, связанные с ходьбой, перемещением и переноской тяжестей до10 кг и сопровождающиеся умеренным физическим напряжением, с энергозатратами 201-250 ккал/ч (233-290 Вт);
в) тяжелые
III – работы, связанные с постоянными передвижениями, перемещением и переноской значительных (свыше 10 кг) тяжестей и требующие больших физических усилий, с энергозатратами более 250 ккал/ч (290 Вт).
6.3 Оценка вредных факторов, допустимые уровни
В настоящее время при проектировании полупроводниковых интегральных микросхем (ПП ИМС) широко применяется компьютерное оборудование. При работе с компьютером работники КБ подвергаются воздействию электромагнитных полей (радиочастот), шума, недостаточно удовлетворительных метеорологических условий, недостаточной освещенности, а также психоэмонациональному напряжению. Особенности характера и режима труда, значительное умственное напряжение и другие нагрузки приводят к изменению у работников функционального состояния центральной нервной системы, нервно-мышечного аппарата рук (при работе с клавиатурой ввода информации). Нерациональные конструкции мебели и неудобное расположение элементов рабочего места вынуждают оператора принимать неудобную позу. Длительный дискомфорт вызывает повышенное напряжение мышц и обуславливает развитие общего утомления и снижения работоспособности. При длительной работе за экраном дисплея у операторов отмечается выраженное напряжение зрительного аппарата, головные боли, раздражительность, нарушение сна, усталость и болезненные ощущения в глазах, в глазах, в пояснице, в области шеи, руках и др[6.2].
При работе за компьютером на работающего оказывает воздействие электромагнитное излучение (ЭМИ). Характер воздействия на человека ЭМИ в разных диапазонах частот различен. Наиболее биологически активен диапазон сверх высоких частот (СВЧ), менее активен ультра высоких частот (УВЧ) и затем диапазон ВЧ, т.е. с укорочением волны биологическая активность почти всегда возрастает. Комбинированное действие электромагнитного поля (ЭМП) с другими факторами производственной среды – повышенная температура (свыше 28˚ С), наличие мягкого рентгеновского излучения – вызывает некоторое усиление действия ЭМП, что было учтено при гигиеническом нормировании СВЧ поля. Оценка воздействия ЭМИ радиочастоты (РЧ) на человека осуществляется по энергетической экспозиции, которая определяется интенсивностью ЭМИ РЧ и временем его воздействия на человека, и по значениям интенсивности ЭМИ РЧ. Энергетическая экспозиция за рабочий день (рабочую смену) не должна превышать значений, указанных в таблице 6.1 [6.2].