Минобразования России

_____________________

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

________________________________________________

ТЕХНОЛОГИЯ МАТЕРИАЛОВ И ЭЛЕМЕНТОВ

ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ

Методические указания

к курсовому проекту по дисциплине

" ТЕХНОЛОГИЯ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ

ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ"

Санкт-Петербург

2014

УДК 621.382.8

Технология материалов и элементов электронной техники: Методические указания к курсовому проекту по дисциплине " Технология материалов и изделий электронной техники"/Сост. Е.Д. Прялухин, А.Д. Смирнов; Изд-во «СПбГЭТУ-ЛЭТИ», СПб., 2014, 32 с.

Включают методические материалы к курсовому проектированию по технологии интегральных микросхем, твердотельных и вакуумных приборов и устройств.

Предназначены для студентов направления 210100.62 «Электроника и наноэлектроника» и специальности 210105.65 «Электронные приборы и устройства» очно-заочной (вечерней) и заочной форм обучения.

Утверждено

редакционно-издательским советом университета

в качестве методических указаний

© С.–Пб.ГЭТУ, 2014

Целью курсового проектирования является развитие у студентов навыков самостоятельной работы по проектированию рациональных технологических процессов изготовления и обработки деталей, узлов приборов, с применением и обобщением знаний, полученных в лекционном курсе и на практических занятиях в процессе изучения дисциплин: «Технология материалов и элементов электронной техники» и «Технология материалов и изделий электронной техники».

Выполнение курсового проекта способствует развитию у студентов навыков самостоятельного решения инженерных задач, связанных с разработкой технологических процессов изготовления интегральных микросхем, твердотельных и вакуумных приборов и устройств, работой с научно-технической и справочной литературой.

Выполнение курсового проекта позволяет получить нужную подготовку к выполнению технологической части дипломного проектирования.

Курсовой проект предполагает широкое использование знаний по специальности и фундаментальных дисциплин. Проект, являясь самостоятельной работой студентов, позволяет установить степень усвоения студентами теоретических знаний и способность применять их для решения конкретных инженерных задач.

За качество выполнения проекта и сроки выполнения ответственность несет студент. Роль преподавателя состоит в подборе задания, определения объёма работы, направления студента по правильному пути, рекомендации по использованию литературы и консультаций при возникновении затруднений.

Способы решения технологических задач, студент должен находить самостоятельно.

1. Задание на курсовой проект и исходные данные

Курсовой проект выполняется в соответствии с индивидуальным заданием, приближенным к современным разработкам интегральных микросхем, твердотельных и вакуумных приборов и устройств. Задание предусматривает разработку технологического процесса изготовления электронного прибора или его узла.

Индивидуальное задание включает: тему работы, исходные данные, содержание пояснительной записки и перечень графического материала; даты выдачи задания, контрольной проверки, представления и защиты выполненной курсовой работы.

Задание на курсовую работу выдается в течение первых двух недель, предусмотренных учебным графиком по данной дисциплине.

2. Требования к оформлению и содержанию. Защита курсового проекта

Готовый курсовой проект состоит из пояснительной записки и графической части. Пояснительная записка выполняется на одной стороне листа формата А4 (210 х 297), рекомендуемый объём – от 20 до 30 стр. печатного текста. Оформление пояснительной записки и графической части проекта должно быть выполнено в соответствии с ГОСТ 7.32–81.

Пояснительная записка должна включать титульный лист, оглавление, задание, перечень принятых в работе обозначений, основную часть, заключение и список используемой литературы.

Основная часть проекта должна содержать:

- анализ конструкторской документации, технических требований

- обоснование выбора материалов, заготовок и полуфабрикатов

- разработку технологической схемы изготовления узла или проведения технологического процесса

- технологию изготовления и обработки деталей

- разработку технологической документации

- описание технологического маршрута.

Курсовой проект оформляется в виде единой брошюры, состоящей из пояснительной записки и графической части. Все используемые в работе справочные данные и формулы должны иметь ссылки на литературные источники.

Заданием на курсовой проект предусмотрена контрольная проверка для обеспечения систематической работы студентов, выявления возможных ошибок и коррекции работы. По окончании курсовой проект представляется руководителю в срок не позднее указанного в задании, и автор допускается к защите. Защита курсового проекта проводится перед комиссией, назначенной заведующим кафедрой. При защите студент должен дать объяснения по существу работы, обосновать выбор технологических решений и расчетных соотношений.

3. Методические материалы к курсовому проектированию по технологии интегральных микросхем и твердотельных приборов и устройств

3.1. Динамика развития микротехнологии

В 1965 году, когда в одном кристалле содержалось 60 транзисторов, Мур, сформулировал некий прогноз, о том, что плотность упаковки активных и пассивных элементов в одной микросхеме будет удваиваться каждый год. В 1975году это было 65 тысяч, а в 1989 году уже-1,4мл и далее, пока нет противоречия этому прогнозу. В 2002 году уже 55 млн. с тактовой частотой 3 ГГц, которая увеличивается со скоростью 250 МГц в день.

Чтобы закон Мура «работал» должна развиваться технология. Если в 1980 году думали, как преодолеть барьер в проектной норме 1-мкм, то сегодня речь идёт о нормах в 0,13 мкм и ниже. Динамика развития микроэлектронной технологии иллюстрируется проектными нормами по возможностям разрешения методами оптической литографии. Речь идёт о предельном разрешении, т.е. о возможности получения минимальных топологических элементов и прогнозов по дальнейшему её использованию.

Разрешение для оптической литографии, в соответствии с формулой Релея, определяется выражением: W=Kλ/NA, где λ длинна волны источника излучения, NA числовая апертура объектива. Аппертура определяется предельным углом, под которым излучение входит в линзу: NA=nsinα =d/2F, где n - коэффициент преломления среды, α – угол под которым облучается линза объектива, d – диаметр линзы, а F – фокусное расстояние. С учётом того, что К уменьшается с увеличением аппертуры (считается, что К будет, всё –таки, не меньше 0,25) можно оценить предельное разрешение оптической литографии. На сегодняшний день оптические системы обладают аппертурой более 0,8.С использованием аргон – фторового лазера (λ- 193 нм) W=0,25*193/0,93 =52нм. Какие дальнейшие пути?

Найти среду с показателем преломления между подложкой и линзой больше единицы, малым коэффициентом поглощения на используемой длине волны актиничного излучения, и совместимой с материалом фоторезиста. Этим требованиям отвечает сверхчистая вода. Тогда возможно получать разрешение до35 нм. Если использовать лазер, работающий на F2 с длинной волны 157нм, то разрешение может быть 25 нм.