Технология изготовления интегральных схем

Kazakh American University Hand out Основы электронной и измерительной техники РЭиТ Л11 – 12.Микроэлектроника, интегральные схемы (ИС). Технологические основы микроэлектроники. Изоляция элементов. Транзисторы интегральных схем. Полупроводниковые резисторы, конденсаторы. Ассоц. проф. Насохова Ш.Б.. Микроэлектроника - область современной промышленности, производство кремниевых кристаллов интегральных микросхем. Микроэлектроника - это незыблемый фундамент не только всей современной индустрии информационных и компьютерных технологий, но и очень многих смежных отраслей - бытовой электроники, индустрии развлечений , медицины, военной и автомобильной промышленности и тому подобное. Интегральная схема(ИС) –это микроэлектронное изделие, выполняющее определенную функцию преобразования (обработки) сигналов и содержащее большое количество элементов – транзисторов, резисторов, конденсаторов и т. д., соединенных друг с другом определенным образом. Термин «интегральная схема» указывает на то, что все элементы изделия объединены (интегрированы) и само изделие является конструктивно единым прибором. Элементы, входящие в состав ИС, которые не могут быть выделены как самостоятельные изделия, называются элементамиИС. Элементы, которые можно выделить как самостоятельные изделия, например бескорпусные транзисторы, называются компонентами ИС Гибридные интегральные схемы (ГИС) подразделяются на толстопленочные и тонкопленочные. Конструктивной основой толстопленочных ИС является керамическая подложка, на которую через сетку-трафарет последовательно наносят проводящие, резистивные и диэлектрические пасты с последующим вжиганием, создавая таким способом пленочные резисторы, конденсаторы и проводники. Толщина наносимых пленок, образующих элементы ИС, составляет от единиц до десятков микрометров. Основой тонкопленочных ИСявляется подложка из ситалла или фотоситалла, на которую напыляют пленки толщиной порядка десятых долей микрометра. Навесные активные компоненты ИС крепятся на подложке после создания пленок и соединяются с ними через контактные площадки. Для защиты от внешних воздействий и создания выводов подложку с созданными на ее поверхности элементами и компонентами помещают в корпус. Пленочный резистор состоит из резистивной пленки 1 и контактных площадок 2 Полупроводниковые интегральные схемы – это интегральные схемы, все элементы и межэлементные соединения которых выполнены в объеме и на поверхности полупроводника. Конструктивной основой ИС является подложка из кремния р-типа или арсенида галлия толщиной 200–300 мкм. Элементы ИС формируются в изолированных от подложки локальных областях n-типа, называемых карманами.

Транзисторы интегральных схем.

Биполярные транзисторыn–р–n-транзисторы являются основным схемным элементом полупроводниковых ИС

Наибольшее распространение получили транзисторы, имеющие вертикальную структуру, в которой выводы от областей транзистора расположены в одной плоскости на поверхности подложки (рис.).

Такие структуры формируются в карманах n-типа, глубина которых составляет несколько микрометров, а ширина несколько десятков микрометров. Рабочей областью транзистора является область, расположенная под донной частью эмиттера. Остальные области структуры являются пассивными, они выполняют функции соединения рабочих областей с внешними выводами и обладают значительными сопротивлениями. Изоляция транзистора от подложки обеспечивается путем подачи на коллектор положительного напряжения относительно подложки.

Технология изготовления интегральных схем

Производство интегральных схем состоит из ряда операций, выполняя которые постепенно из исходных материалов получают готовое изделие. Количество операций технологического процесса может достигать 200 и более, поэтому рассмотрим только базовые. Эпитаксия – это операция наращивания на подложке монокристаллического слоя, повторяющего структуру подложки и ее кристаллографическую ориентацию.

Легирование – это операция введения примесей в подложку. Существуют два метода легирования: диффузия примесей и ионная имплантация.

Диффузия примесейпредставляет собой обусловленное тепловым движением перемещение частиц в направлении убывания их концентрации. Основной механизм проникновения примесных атомов в кристаллическую решетку состоит в их последовательном перемещении по вакансиям (пустым узлам) решетки. Диффузия примесей осуществляется в кварцевых печах при температуре 1100–1200 ^оС, поддерживаемой с точностью ±0,5 ^оС. Для создания нескольких слоев с разными типами проводимости диффузия осуществляется многократно.

Классификация ИС

В зависимости от степени интеграции применяются следующие названия интегральных схем:

малая интегральная схема (МИС) — до 100 элементов в кристалле,

средняя интегральная схема (СИС) — до 1000 элементов в кристалле,

большая интегральная схема (БИС) — до 10 тыс. элементов в кристалле,

сверхбольшая интегральная схема (СБИС) — более 10 тыс. элементов в кристалле.

Glossary:

ENGLISH	RUSSIAN	KAZAKH
Integrated circuit	Интегральная схема	Интегралдық сұлба
Gain	Усиление	Күшейту
Zener diode	Стабилитрон	Стабилитрон
The scheme of inclusion	Схема включения	Қосу сұлбасы
diffusion	диффузия	диффузия

Тема СРС и СРСП:

1 Основные технические характеристики усилительных устройств: АЧХ, ФЧХ и переходная характеристики.Реферат (10-12стр

2 Дифференциальный усилительный каскад. доклад Реферат (8 – 10) стр

9. Список основной литературы:

1. Ефимов И.Е., Козырь И.Я. Основымикроэлектроники . Учебник для вузов. – Изд. Лань, 2008 – 384с.

2. Пасынков В.В., Чиркин Л.К. Полупроводниковые приборы. Учебник для вузов. – 5 –е издание. – СПб: «Лань», 2001. – 480с.

3. Прянишников В.А. Электроника: Полный курс лекций. – СПб: КОРОНА принт, Бином Пресс, 2006. – 416с.

4. Лачин В.И., Савельев Н.С. Электроника: Учебное пособие. – Ростов на Дону: Феникс, 2000. – 448 с.

5. Булычев А.Л., Лямин П.М., Тулинов В.Т. Электронные приборы. Учебник для вузов. – М., Лайт ЛТД, 2000. – 416с .

Список дополнительной литературы:

1 Степаненко И.П. Основы микроэлектроники. Учебное пособие для вузов. – М.: Лаборатория базовых знаний, 2000. – 488 с.

2 Полупроводниковые приборы и основы схемотехники электронных устройств. – М.: Додэка – XXI, 2001. – 368 с.

3 Гук М. Аппаратные средства IBM PC – СПб.: ПИТЕР, 2004. – 816 с.

Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 83; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!