Реферат Курсовая Конспект
ВВЕДЕНИЕ В МИКРОЭЛЕКТРОНИКУ - раздел Электроника, Фгбоу Впо «Воронежский Государственный Технический Университет» ...
|
ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный
технический университет»
Е.П. Новокрещенова
ВВЕДЕНИЕ
В МИКРОЭЛЕКТРОНИКУ
Утверждено Редакционно-издательским советом
университета в качестве учебного пособия
Воронеж 2012
УДК 621.382
Новокрещенова Е.П. Введение в микроэлектронику: учеб. пособие / Е.П. Новокрещенова. Воронеж: ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 2012. 106 с.
В учебном пособии рассмотрены основные термины и определения микроэлектроники, дана классификация интегральных микросхем, приведены типы структур интегральных схем и рассмотрены вопросы технологии их изготовления.
Издание соответствует требованиям Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки бакалавров 210100 «Электроника и наноэлектроника» (профиль «Микроэлектроника и твердотельная электроника»), дисциплине «Введение в микроэлектронику».
Учебное пособие подготовлено в электронном виде в текстовом редакторе MS WORD XP и содержится в файле «Микроэлектроника. Введение».
Табл. 2. Ил. 54. Библиогр.: 7 назв.
Рецензенты: кафедра физики полупроводников и микро-
электроники Воронежского государствен- ного университета (зав. кафедрой д-р физ.-мат. наук, проф. Е.Н. Бормонтов);
канд. физ.-мат. наук, доц. Е.П. Николаева
© Новокрещенова Е.П., 2012
© Оформление. ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 2012
ВВЕДЕНИЕ
По точности технологии, по чистоте производства,поколичеству выпускаемых промышленностью приборов и областей их применения нет такого, который мог бы приблизиться к транзистору. На основе транзисторов созданы интегральные схемы – одни из самых совершенных продуктов нашего времени.
Возникшая в середине прошлого столетия полупроводниковая электроника стала самым крупным достижением второй половины двадцатого века. К концу столетия полупроводниковая электроника трансформировалась в микроэлектронику. Основные изделия микроэлектроники - интегральные схемы, микропроцессоры, запоминающие устройства стали основой информационной техники, бытовой электроники, медицины, автомобилестроения, авиации, космической техники и др. Перечень отраслей не имеет конца, потому что логика развития любой отрасли науки и техники в настоящее время немыслима без использования микрочипов.
Дисциплина «Введение в микроэлектронику» дает возможность первокурсникам познакомиться с будущей специальностью. В первой главе учебного пособия дан исторический обзор развития электроники и сформулированы основные понятия микроэлектроники. Вторая глава содержит необходимые для понимания дисциплины сведения о полупроводниках. Для студентов, хорошо подготовленных по физике в рамках школьного курса, эта глава может быть использована как справочная, для остальных студентов с этой главы следует начать изучение дисциплины.
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ
О ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛАХ
Контакт электронного и дырочного
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ИМС. ТИПЫ СТРУКТУР ИМС
Схема технологического процесса
На рис. 3.15 представлена схема технологического процесса производства ИМС эпитаксиально-планарной структуры со скрытым слоем (с транзисторами n-p-n типа). Отдельные этапы технологического процесса (фотолитография, диффузия, контроль и испытания и др.) включают от 3 до 10 операций. Например, каждый этап диффузии, указанный на схеме, состоит из загонки примеси (ее внедрения в поверхностный слой), снятия окисла, измерения поверхностного сопротивления и глубины диффузионного слоя на контрольной пластине, разгонки примеси (перераспределения ее вглубь пластины), окисления, контроля вольтамперных характеристик перехода (на контрольной пластине). Поэтому общее число операций изготовления ИМС (без учета заготовительного этапа) достигает 150, а продолжительность полного цикла обработки составляет около 100 часов.
Рис. 3.15. Схема технологического процесса изготовления ИМС эпитаксиально-планарной структуры со скрытым слоем
Основная часть технологического процесса связана с получением структур в групповой пластине. Цикл групповых процессов обработки ИМС заканчивается получением межсоединений на поверхности групповой пластины.
Принцип интегральной технологии исключает возможность обнаружения дефектов на ранних стадиях создания структур. Лишь после формирования межсоединений и периферийных контактов становится возможным контроль ИМС на правильность функционирования.
Зондовый контроль проводится на автоматических установках путем перемещения групповой пластины под головкой, несущей контактные зонды, с шагом, соответствующим размерам кристалла, и последовательного контактирования зондов с периферийными контактами каждого кристалла. При наличии годного кристалла вырабатывается сигнал на очередное перемещение на шаг, в противоположном случае – сигнал на маркирующее устройство, наносящее метку на дефектный кристалл.
В дальнейшем на групповой пластине наносятся риски по границам кристаллов ( эта операция называется скрайбированием) – рис. 3.16, пластина разламывается на отдельные кристаллы, дефектные кристаллы, несущие метки, отбраковываются.
Рис. 3.16. Скрайбирование пластины (а) и разламывание ее на кристаллы (б):
1 – резец, 2 – полупроводниковая пластина, 3 – риски
Монтаж кристаллов в полых корпусах сводится к установке и фиксации с помощью приклеивания или пайки на основании корпуса, а в сплошных (полимерных) корпусах – на промежуточном носителе. Затем периферийные контакты кристалла соединяют с внешними выводами корпуса. Способ монтажа выводов, как и способ герметизации ИМС (пайка, сварка, заливка и др.) зависят от конструкции корпуса.
На рис. 3.17 показана разварка проволочных выводов к контактным площадкам корпуса и кристалла. На завершающем этапе производится электрический контроль ИМС по статическим и динамическим параметрам, проводятся выборочные механические и климатические испытания.
Рис. 3.17. Монтаж проволочных выводов:
1 – вывод, 2 – клей, 3 – ИМС, 4 – контактные площадки, 5 – корпус
ОСНОВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ
ПЛАНАРНОЙ ТЕХНОЛОГИИ
Термическое окисление.
ПРИЛОЖЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ 4
1.1. Исторический обзор 4
1.2. Полупроводниковые ИМС 9
1.3. Основные принципы интегральной технологии 13
1.4. Гибридные и совмещенные интегральные схемы 17
1.5. Степень интеграции 20
2. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛАХ 22
2.1. Собственные и примесные полупроводники 22
2.2. Контакт электронного и дырочного
полупроводников (p-n переход) 29
3. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ
ИМС. ТИПЫ СТРУКТУР ИМС 32
3.1. Основные этапы технологии ИМС 32
3.2. Выбор полупроводникового материала 32
3.3. Получение полупроводникового материала 33
3.4. Получение полупроводниковых пластин 36
3.5. Получение эпитаксиальных структур 38
3.6. Методы формирования элементов ИМС 39
3.7. Общая характеристика технологического
процесса производства ИМС 41
3.8. Типы структур ИМС 43
3.9. Требования к кремниевым пластинам 56
3.10. Схема технологического процесса 57
3.11. Микроклимат и производственная гигиена 60
4. ОСНОВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ
ПЛАНАРНОЙ ТЕХНОЛОГИИ 64
4.1. Термическая диффузия примесей 64
4.2. Ионное легирование 69
4.3. Эпитаксия 74
4.4. Термическое окисление. Свойства пленки
двуокиси кремния 77
4.5. Травление 79
4.6. Нанесение тонких пленок 84
4.7. Проводники соединений и контакты
в полупроводниковых ИМС 91
4.8. Литография 95
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 100
ПРИЛОЖЕНИЕ 102
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 104
Учебное издание
Новокрещенова Елена Павловна
ВВЕДЕНИЕ
В МИКРОЭЛЕКТРОНИКУ
В авторской редакции
Подписано к изданию 20.11.2012
Объем данных 3,03 Мб
ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»
394026 Воронеж, Московский просп., 14
– Конец работы –
Используемые теги: Введение, микроэлектр0.054
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: ВВЕДЕНИЕ В МИКРОЭЛЕКТРОНИКУ
Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов