5.3. Граничний ступінь інтеграції.

  Вирішальним чинником, що визначає ступінь інтеграції, є характерний розмір ІС  - у разі КМДП схем це довжина каналу.

Довжина каналу визначається роздільною здатністю літографії. В осяжному майбутньому літографія в масовому виробництві ІС – це фотолітографія. На малюнку показано вдосконалення роздільної здатності трьох основних видів літографії по роках: 1 – фотолітографія, 2- електронна літографія, 3 – іонна літографія.

5.4. Мінімальна площа, займана одним елементом іс.

Розглянемо МДП-транзистор.

Покладемо :

lT = 10 lK

b = 20 lK

Приймемо до розгляду наступні оцінні співвідношення:

S_тр = l_Tb = 200l_K²

S_эл = 5S_тр

Тут позначено:

Sтр – площа, займана безпосередньо транзистором.

Sэл – площа, що доводиться на один транзистор з урахуванням шин і необхідної відстані, що підводять, між ними.

З приведених двох формул одержуємо наступне співвідношення, яке зв'язує площу, що доводиться на один транзистор, з його характерним розміром:

S_эл = 1000 l_K²

  Одержана оцінна формула справедлива для випадку розташовує провідників розводки тільки на одному рівні.

  Статистичні дані виробництва ІС показують, що з достатнім ступенем надійності можна покласти:

  S_эл = (1000l_К²)/m,

  де m – число рівнів розводки межсоединений.

Це підтверджується графіками, приведеними на нижченаведеному малюнку, на якому показана густина розміщення елементів ІС в тисячах транзисторів на квадратний міліметр у функції від характерного розміру транзистора (довжини каналу). Цифри на графіках відповідають числу рівнів розводки.

5.5. Густина запису мдп зу у функції від розмірів елемента іс.

На один елемент пам'яті (ЗУ) доводяться дві пари КМДП – транзисторів.

Структура пристрою, що запам'ятовує, регулярна. Тому можна покласти, що

S_эл.зу = 1,2S_эл = 1200l²_k/m

Число біт інформації, яке може бути записане таким ЗУ, з розрахунку на одиницю площі:

N_bit  =1/S_эл.зу = m/(1200 l²_k)

При m = 6 одержуємо:

N_bit  =510^-3l^-2_k     

При lk = 1мкм                        Nbit  = 0.5 Мбит/см2          (1мкм = 10-4см).

При lk = 0.25 мкм            Nbit  = 8 Мбит/см2

Можна припустити, що площа ОЗУ на КМДП ІС досягає 10 см2 . Тоді повна місткість пам'яті одного ОЗУ на ІС з транзисторами, що мають довжина каналу 0,25 мкм складе 80 Мбіт або 10 Мбайт.

У разі розвитку «субчетвертьмикронной» технології «subquatermicrometer technology» об'єм пам'яті ОЗУ збільшиться ще більше.

При lk = 0.07 мкм Nbit  = 100 Мбит/см2, площі ІС 10 см2 забезпечить 10⁹ біт.

Цей простий розрахунок відповідає обговорюваним в літературі прогнозам

здійснення ОЗУ з об'ємом пам'яті до 1Gbit в одній ІС.

Література

1. Технология и автоматизация производства радиоэлектронной аппаратуры: Учебник для вузов /Ж 77. Бушминский, О. Ш. Даутов, А. 77. Достанко и др.; Под ред. А. 77. Достанко, Ш. М. Шабдарова. М.: Радио и связь, 1989. 624 с.

2. Гелль 77. 77., Иванов-Есипович 77. К. Конструирование и микроминиатюризация радиоэлектронной аппаратуры. Л.: Энергоиздат, 1984. 536 с.

3. Готра 3. Ю. Технология микроэлектронных устройств: Справочник. М.: Радио и связь, 1991. 528 с.

4. Курносое А. И., Юдин В. В. Технология производства полупроводниковых приборов: Учеб. пособие. М.: Высш. шк., 1974. 400 с.

5. Павловский В. В., Васильев В. И., Гутман Т. И. Проектирование технологических процессов изготовления РЭА. М.: Радио и связь, 1982. 372 с.

7. Справочник конструктора-приборостроителя. Проектирование. Основные нормы / В. Л. Соломахо, Р. И. Томилин, Б. В. Цитпович, Л. Г. Юдовин. Минск: Высш. шк., 1988. 272 с.

6. Ханке X., Фабиан X. Технология производства радиоэлектронной аппаратуры. М.: Энергия, 1980. 484 с.

7. Хвощ С. Т., Варлинский 77. 77., Попов Е. А. Микропроцессоры и микроЭВМ в системах автоматического управления: Справочник / Под ред. С. Т. Хвоща. Л.: Машиностроение, 1987. 640 с.

Зміст

Лабораторна робота №1.

Технолого-конструктивні особливості виробництва напівпровідникових діодів . . . . . . .2

Лабораторна робота№2.

Технолого-конструктивні особливості виробництва напівпровідникових тріодів . . . . . .7

Лабораторна робота № 3 . Технолого-конструктивні особливості ІМС . . . . . . . . . . . . 17

Лабораторна робота № 4.  Фізичні обмеження на зменшення розмірів ІС. . . . . . . . . . .20

Лабораторна робота № 5.  Фізичні обмеження на зростання ступеня інтеграції ІС. . .24

Література . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

Навчальне видання

Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт

з дисципліни „Технологічні основи електроніки” студентами спеціальностей