2. Виконання роботи
1. Зобразити зовнішній вигляд біполярного і польового транзисторів малої і великої потужності запропонованих викладачем.
2. Визначити технологічні розміри конструктивних елементів транзисторів.
3. Оцінити основні електричні параметри транзисторів (місткості переходів БК, КЕ, БЕ для біполярних, ЗІ для польових, величини максимально допустимих струмів).
4. Класифікувати транзистори по можливості їх вживання в електронних ланцюгах.
3. Контрольні питання.
1. Що називається біполярним транзистором?
2. Що називається польовим транзистором?
3. Пристрій біполярного транзистора малої потужності.
4. Пристрій польового транзистора малої потужності.
5. Пристрій біполярного і польового транзисторів великої потужності.
6. Які принципи встановлені в роботу біполярного транзистора?
7. Які принципи встановлені в роботу польового транзистора?
8. Вказати основні електричні параметри польових і біполярних транзисторів.
Лабораторна робота № 3 Технолого-конструктивні особливості імс
Мета: вивчення конструкції ІМС, технологічних і конструктивних особливостей виробництва за планарно-эпитаксиальной технологією.
1. Теоретична частина
Виробництво ІМС є складним, прецизійним, багатокомпонентним процесом, що складається з величезної кількості різних технологічних операцій. Кількість і якість продукції, одержуваної після кожної технологічної операції, визначається строго контрольованими і керованими физико-хімічними процесами, дії яких піддаються висхідні матеріали. При цьому найважливіше значення має чистота вживаних матеріалів і технологічних середовищ. Сукупність перерахованих чинників визначає як принципову можливість отримання ІМС, так і основні досяжні еоектрофізичні параметри.
Точність контролю і регулювання режимів протікання физико-хімічних процесів, складу технологічних середовищ і висхідних матеріалів визначає відтворність параметрів окремих елементів і ІМС в цілому.
В даний час для виготовлення ІМС найбільш широко застосовують кремній (Si) завдяки наявності сумісного оксиду (SiO2) і хорошої теплопровідності.
Для виготовлення кристалів ІМС застосовують круглі пластини кремнію діаметром 20— 150 мм і завтовшки 0,2— 0,8 мм Залежно від складності ІМС, ступені інтеграції, розсіюваної потужності розміри кристалів уогут складати від 0,8х1 до 4x5 мм і навіть до 10х12 мм Кристали ІМС формують з виді квадратів і трямоугсльников, розташованих рівномірно за всією площею пластини. Формування внутрішньої структури кристалів ІМС проводять груповим способом на декількох десятках пластин одночастно .
В кристалі кремнію у вигляді локальних областей сформовані елементи електричної схеми (розмір елемента 2—5 мкм), які за допомогою металевої розводки 9 (ширина доріжки 2—3 мкм) з'єднані в закінчену електричну схему, здатну виконувати певні функції.
Виводи сформованої в кристалі електричної схеми розведені на контактні майданчики 8, є ділянки металевої тонкопленочной розводки 9, розташовані по периметру кристала.
Розміри контактних майданчиків можуть бути різними, але не менше за розмір зварного з'єднання контактного майданчика з дротяним висновком. Звичайно їх вибирають рівними 100 мкм. Після формування в кристалі напівпровідникових структур і з'єднання їх між собою за допомогою металевої розводки проводять розділення пластини на окремі кристали і приступають до збірки ІМС.
Кристал кремнію кріплять до діелектричної підстави корпусу 6 (зваркою, паянням або приклеїла). Контактні майданчики кристала сполучають тонкими (15—50 мкм) металевими провідниками з алюмінію або золота з траверсами 4, є продовженням зовнішніх висновків 7. Для захисту від зовнішніх дій приварений до підстави корпусу кристал захищають кришкою 1, яку герметично приварюють по периметру металевого обода 5 підстави курпуса.
Матеріали, що використовуються для виготовлення ІМС, можна розбити на наступні групи:
матеріали для формування в кремнії локальних областей із заданими властивостями (кремній і його з'єднання, диффузанты);
матеріали для створення тонкопленочных провідних і діелектричних структур (метали — алюміній, хром, молібден, золото, нікель і інші, діелектрики, оксиди, нитриды і т. д.);
конструкційні матеріали для виготовлення корпусу ІМС, вивідних рамок, внутрішніх і зовнішніх висновків, теплоотводов (стекло, кераміка, ситаллы, пластмаси, ковар, сталь і ін.);
допоміжні матеріали (гази — кисень, водень, азот, аргон і інші, реактиви для відмивання і труїть, фоторезисты, кислоти, розчинники, деионизованная вода і т. д.).
На базі властивостей вживаних матеріалів і принципів їх физико-хімічної взаємодії створена певна послідовність процесів, в результаті яких одержують кінцевий продукт — інтегральні мікросхеми.
Розроблена велика кількість різних технологічних процесів для обробки матеріалів, наприклад для створення локальних областей в кремнії — термодифузія і іонна імплантація, для з'єднання елементів конструкції ІМС — різні види зварки (термокомпрессионная, електрична, електронно-променева, лазерна).