Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
m827.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
30.05.2020
Размер:
1.31 Mб
Скачать

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

 

УНІВЕРСИТЕТ

СУМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Н.М. Опанасюк

 

МЕТОДИЧНІВКАЗІВКИ

ДЕРЖАВНИЙ

 

ДЛЯ ВИКОНАННЯ КОНТРОЛЬНИХ ТА КУРСОВИХ РОБІТ

З КУРСУ “ТЕХНОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ЕЛЕКТРОНІКИ”

для студентів напряму 0908 ”Електроніка” заочної і денної

форм навчання

 

СУМСЬКИЙ

 

СУМИ ВИД-ВО СУМ ДУ 2005

1 ЗМІСТДИСЦИПЛІНИ

1.1 Лекції

УНІВЕРСИТЕТ

 

Розділ 1 ТЕХНОЛОГIЯ НАПIВПРОВIДНИКОВИХ IНТЕГРАЛЬНИХ МIКРОСХЕМ

1.1 Загальна характеристика технологічного процесу. 1.1.1 Особливостi виробництва напiвпровiдникових

iнтегральних мiкросхем.

1.1.2 Мiкроклiмат та виробнича гiгiєна.

1.1.3 Елементи напівпровідникових інтегральних мікросхем.

1.1.4 Вимоги до кремнiєвих пластин.

1.1.5 Послідовність формування різних типів структур напівпровідникових мікросхем.

1.1.6 Схема технологiчного процесу.

1.2 Легування напівпровідників.

1.2.1Фiзичнi основи процесу термiчної дифузiї.

1.2.2Практичнi способи проведення дифузiї.

1.2.3Методи вивчення характеристик дифузiйних шарiв.

1.2.4Загальна характеристика iонної iмплантацiї.

1.2.5Фiзичнi основи процесу іонної імплантації.

1.2.6Практичні методи проведення iонної iмплантацiї.ДЕРЖАВНИЙ

1.3Епітаксія.

1.3.1Автоепiтаксiя кремнiю хлориновим та силановим методами.

1.3.2Молекулярно-променева епiтаксiя.

1.4Літографія.

1.4.1Загальна характеристика фотолiтографічного процесу.

1.4.2Фоторезисти.

1.4.3Технологія фотолітографічного процесу.

1.4.4Фотошаблони та методи їх використання.

1.4.5Електронолiтографiя.СУМСЬКИЙ

1.4.6Рентгенiвська лiтографiя.

1.4.7Іонна лiтографiя.

Розділ 2 ТЕХНОЛОГIЯ ГIБРИДНИХУНІВЕРСИТЕТIНТЕГРАЛЬНИХ

МIКРОСХЕМ

2.1 Технологiя тонкоплiвкових iнтегральних мiкросхем. 2.1.1 Загальна характеристика технологічного процесу. 2.1.2 Методи нанесення тонких плівок металів.

2.1.3 Технологiя тонкоплiвкових пасивних елементів. 2.2 Технологiя товстоплiвкових iнтегральних мiкросхем.

2.2.1 Пасти для товстоплівкових пасивних елементів. 2.2.2 Трафаретний друк та впалювання елементів. 2.2.3 Пiдгонка товстоплiвкових резисторiв та

конденсаторiв.

Розділ 3 СКЛАДАННЯ МIКРОСХЕМ

3.1Методи та етапи складання.

3.2Роздiлення пластин та пiдкладок.

3.3Монтаж навісних компонентів та плат.

3.4Приєднання зовнішніх виводiв.

3.5Складання мiкросхем на стрiчкових носiях.

3.6Корпуси для iнтегральних мiкросхем та напівпровідникових приладів.

3.7Герметизацiя мiкросхем.

1.2Практичні (семінарські) заняття

1.Типи структур, схема технологічного процесу виготовлення інтегральних мікросхем.

2.Легування монокристалічних напівпровідникових пластин методом термічної дифузії.ДЕРЖАВНИЙ

СУМСЬКИЙ

1.3. Лабораторні роботи

 

 

Робота 1

Фізичні та технологічні основи літографії.

Робота 2 Вивчення законів електролізу та електролітів для

 

одержання металевих плівок.

Робота 3

Корпуси для інтегральних мікросхем.

2 СПИСОКНАВЧАЛЬНО-МЕТОДИЧНОЇЛІТЕРАТУРИ

интегральных микросхем. – Москва: Радио и связь, 1992. – 320 с. 2.Парфенов О.Д. Технология микросхем. - Москва: Высшая школа, 1986. – 320 с.

1.Березин А.С., Мочалкина О.Р. ТехнологияУНІВЕРСИТЕТи конструирование

3.Ефимов И.Е., Козырь И.Я., Горбунов Ю.И. Микроэлектроника. Физические и технологические основы, надежность. - Москва: Высшая школа, 1986. – 464 с.

4.Бер А.Ю., Миксклер Ф.Е. Сборка полупроводниковых и интегральных микросхем. -Москва: 1986. – 279 с.

5.Ефимов И.Е., Козырь И.Я. Основы микроэлектроники. - Москва: Высшая школа, 1983. – 384 с.

6.Пасынков В.В. Материалы электронной техники. - Москва:

Высшая школа, 1980. – 406 с.

7. Курносов А.И. МатериалыДЕРЖАВНИЙдля полупроводниковых приборов и

интегральных микросхем. - Москва: Высшая школа, 1986. – 327 с.

8.Бочаров Л.Н. Электронные приборы. – Москва: Энергия, 1979.-

368 с.

9.Черняев В.Н. Технология производства интегральных микросхем

и микропроцессоров. - Москва: Радио и связь, 1987. - 464 с. 10.Тилл У., Мансон Дж. Интегральные схемы. Материалы,

приборы, изготовление. - Москва: Мир, 1985.-501 с.

11. Моро У. Микролитография. - Москва: Мир, 1990.- 1240 с.

12.Степаненко И.П. Основы микроэлектроники. - Москва:

Советское радио, 1980. - 424 с.

13.Борисенко А.С., Бавыкин Н.Н. Технология и оборудование для производстваСУМСЬКИЙмикроэлектронных устройств. - Москва:

Машиностроение, 1983.- 320 с.

14.Закалик Л.І., Ткачук Р.А. Основи мікроелектроніки. – Тернопіль: ТДТУ ім. І. Пулюя, 1998.- 352 с. 15.Молекулярно-лучевая эпитаксия и гетероструктуры /Под.ред. Л. Ченга и К. Плота.- Москва: Мир, 1989.- 584 с.

16. Аваев Н.А., Наумов Ю.Е., Фролкин В.Т. Основы микроэлектроники.- Москва: Радио и связь, 1991.- 288 с.

17. Сугано Т., Икома Т., Такэиси Е. Введение в микроэлектронику.-

Москва: Мир, 1988.- 320 с.

18.

Медведев С.А. Введение в технологию полупроводниковых

 

УНІВЕРСИТЕТ

материалов.- Москва: Высшая школа, 1970.- 504 с.

19.

Федоров Л.П., Багров В.М., Тихонов Ю.Н. Производство

полупроводниковых приборов. - Москва: Энергия, 1979.- 432 с. 20.Методичні вказівки до лабораторних робiт із курсу "Технологiчнi основи електронiки" /І.Ю. Проценко, А.М. Чорноус, Л.В. Однодворець. – Суми: СумДУ, 1998.- 43 с.

3 КОНТРОЛЬНІЗАВДАННЯ

3.1 Перелік контрольних питань та вправ

1 Зобразити та описати послідовність формування таких структур напівпровідникових мікросхем на прикладі транзистора:

1.1

Дифузійно-планарної.

1.2

 

ДЕРЖАВНИЙ

Епітаксійно-планарної без схованого шару.

1.3

Епітаксійно-планарної зі схованим шаром.

1.4

З діелектричною ізоляцією.

1.5

Ізопланарної.

1.6

З ізолюючим V-каналом.

1.7

КМОН.

 

1.8 n-канальної.

1.9 p-канальної.

1.10 КМОН-КНС.

2 Розробити схему технологічного процесу виготовлення таких

структур напівпровідникових мікросхем:

СУМСЬКИЙ

2.1

Дифузійно-планарної.

2.2

Епітаксійно-планарної без схованого шару.

2.3

Епітаксійно-планарної зі схованим шаром.

2.4

З діелектричною ізоляцією.

2.5

Ізопланарної.

2.6

З ізолюючим V-каналом.

2.7

КМОН.

2.8 n-канальної.

2.9 p-канальної.

2.10 КМОН-КНС.

3 Зобразити графічно залежність концентрації різних легуючих елементів з глибиною при дифузії їх у кремній протягом 1 години при початковій концентрації N0=5 1016 см–3 , якщо дифузія відбувається при температурі Т, зазначеній в таблиці 2.

Параметри дифузії домішок у кремній:

 

Таблиця 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Елемент

 

D0 , см2

Ea, еВ

 

В

 

25

3,51

 

Р

 

10,5

3,69

 

As

 

60

4,2

 

 

 

 

УНІВЕРСИТЕТ

 

Al

 

8

3,47

 

Ga

 

60

3,89

 

Sb

 

12,9

3,98

 

Таблиця 2

 

 

 

 

 

 

 

 

Номер варіанта

Елемент

Т, К

 

1

 

2

3

 

1

 

В

 

 

2

 

Р

 

 

3

 

As

 

 

 

ДЕРЖАВНИЙ

1000

 

4

 

Al

 

5

 

Ga

 

 

6

 

Sb

 

 

7

 

В

 

 

8

 

Р

1150

 

9

 

As

 

10

 

Al

 

 

11

 

Ga

 

 

12

 

Sb

 

СУМСЬКИЙ

 

 

 

 

Продовження таблиці 2

 

 

 

1

 

2

 

УНІВЕРСИТЕТ

 

 

 

3

 

13

 

В

 

 

 

14

 

Р

 

1200

 

15

 

As

 

 

16

 

Al

 

 

 

17

 

Ga

 

 

 

18

 

Sb

 

 

 

19

 

В

 

 

 

20

 

Р

 

1230

 

21

 

As

 

 

22

 

Al

 

 

 

23

 

Ga

 

 

 

24

 

Sb

 

 

 

36

ДЕРЖАВНИЙSb

 

 

 

25

 

В

 

 

 

26

 

Р

 

1250

 

27

 

As

 

 

28

 

Al

 

 

 

29

 

Ga

 

 

 

30

 

Sb

 

 

 

31

 

В

 

 

 

32

 

Р

 

1280

 

33

 

As

 

 

34

 

Al

 

 

 

35

 

Ga

 

 

 

 

 

 

 

 

СУМСЬКИЙ

 

В

 

 

37

 

 

 

 

38

 

Р

 

1300

 

39

 

As

 

 

40

 

Al

 

 

 

41

 

Ga

 

 

 

42

 

Sb

 

 

 

 

 

 

4 Скільки циклів літографії потрібно та де вони використовуються

приформуваннітакихструктур:

УНІВЕРСИТЕТ

 

4.1

Дифузійно-планарної.

 

4.2

Епітаксійно-планарної без схованого шару.

4.3

Епітаксійно-планарної зі схованим шаром.

4.4

З діелектричною ізоляцією.

 

4.5

Ізопланарної.

 

4.6

З ізолюючим V-каналом.

 

4.7

КМОН.

 

 

4.8 n-канальної.

 

4.9 p-канальної.

 

4.10 КМОН-КНС.

5

Яким чином здійснюється ізоляція в ізопланарних структурах?

6

Назватиосновнінедолікиструктуриздіелектричноюізоляцією.

11 ЯкінедолікимаєДЕРЖАВНИЙдифузійнийколектор?

7

Пояснитирізницювтехнологічномуаспектіізопланарноїта

 

поліпланарноїструктур.

8 Чомупрогиннапівпровідниковихпластинповиненбути

 

мінімальним?

9

ЯкіпроблемивиникаютьнавиробництвіНІМС, якщо

 

використовуютьсянапівпровідниковіпластинивеликогодіаметра?

10 3 якоюметоюу колекторнійобласті транзисторавиготовляють схованийшарзпровідністюn+?

12.Назватиосновнівимогидокремнієвихпластин.

13.Пояснити термін "виробнича гігієна". На скільки класів та за якими критеріями діляться виробничі приміщення за ступенем запиленості?

СУМСЬКИЙ14 Пояснитинедолікиметодутермічноїдифузії.

15 Зобразити та описати схему установки дифузії з використанням рідиннихджерелдомішки.

16 Записати хімічні реакції при дифузії фосфору у кремній при використаннігазоподібнихджерел.

17 Пояснититермін«роздільнадифузія».

18 Яківимогиставлятьсядодифузантів.

19 Як впливає велика густина дислокацій у монокристалінапроцес термічноїдифузії?

20

3 якою метою при використанні рідинних джерел у потік газу носія

 

вводятькисень?

УНІВЕРСИТЕТ

 

 

21

Якіможливостімаєметодіонноїімплантації?

22 Якимчиномзабезпечуєтьсявисокачистотадомішок, що впроваджуютьсяприіоннійімплантації?

23 Навести блок-схему установки для іонної імплантації та зазначити назвуосновнихвузлів.

24 Щотакедовжинапробігутасередняпроекціяпробігуіонаприіонній імплантації?

25 Пояснити, щоявляєсобоюневпорядкованийпучокіонів. 26 Пояснити, щоявляєсобоюпучокіонів, якийканалює.

27 Пояснити, зякоюметоюімплантованіпластинивідпалюють. 28 Записати хімічні реакції, які мають місце при епітаксії Si

35

хлориновимметодом.

ЯкиймінімальнийрозмірДЕРЖАВНИЙелементівможнаотриматиприрентгенівській

29

Якимчиномвідбуваєтьсялегуваннямонокристалічнихшарів

 

хлориновимметодомупроцесіепітаксії?

30 Зобразити та описати установку для епітаксійного нарощування хлориновим методом.

31 Навеститапояснитикомпонуваннявакуумноїкамерипри молекулярно-променевійепітаксії.

32 Зобразититапояснитисхемутехнологічногопроцесуфотолітографічногопроцесу.

33 Учомуполягаєвідмінністьміжнегативнимитапозитивнимифоторезистами?

34 Якіфакторивпливаютьнаобмеженевикористанняфотолітографічного процесу?

літографії? Чимобмеженароздільназдатність?

36 Пояснити, який мінімальний розмір сторони вікна можна отримати у

 

шаріфоторезиступрифотолітографії

37

Якимчиномвідбуваєтьсясуміщеннярисунківфотошаблонута

 

пластини?

38

Навести схему установки проекційної електронолітографії, описати

 

принципдії.

39

Якимчиномвідбуваєтьсяскануванняелектронногопроменяпо

 

поверхнізразкаускануючійелектроннійлітографії.

СУМСЬКИЙ

40

Назватиперевагирентгенівськоїлітографіїпередфотота

 

електронолітографіями.

УНІВЕРСИТЕТ

 

 

41

Назватиперевагиінедолікиметодівнанесеннятонкихплівок.

42

Датихарактеристикудіелектриків, яківикористовуютьсяпри

 

виготовленнітонкоплівковихконденсаторів.

43

ОписатихарактеристикипідкладокдлятонкоплівковихІМС.

44

Датихарактеристикуочищенняпідкладокзадопомогоюіонного

 

травлення.

 

45

Яківипарникивикористовуютьсяпритермічномунапиленнітонких

 

плівок?

 

46

Навестисхемутехнологічногопроцесувиготовленнятонкоплівкових

 

ІМС.

 

47

Описатиметодотриманняплівокшляхомтермічноговипаровування.

48

Описатиметодотриманняплівокшляхомкатодногорозпилення.

56

Описатифактори, якіДЕРЖАВНИЙвизначаютьякістьплівок, одержанихтермо-

49

Описатиметодотриманняплівокізвикористаннямелектронно-

 

променевоїгармати.

 

50

Датихарактеристикуодержанняплівокметодоммагнетронного

 

розпилення.

 

51 Зобразити та описати компонування вакуумної камери установки для

 

термічногонанесенняплівокметалів.

52

Назвати, якідільниціповиннібутиуцехудлявиготовленнятонкоплів-

 

ковихІМС.

53

Описатитехнологіювиготовленнятонкоплівковихконденсаторів.

54

Назвативимогидоматеріалівтонкоплівковихрезисторів.

55

Описатиметодинанесеннятонкихплівокдіелектричних

 

матеріалів.

СУМСЬКИЙ

 

вакуумнимрозпиленням.

57

Зробитипорівняльнийаналізтермічноготамагнетронногорозпилення.

58 Дати характеристику випарників, які використовуються при отриманні плівокшляхомтермічногорозпилення.

59 Датухарактеристикубезконтактногоспособудрукупасивнихелементів товстоплівковихІМС.

60 Навести схему технологічного процесу виготовлення товстоплівкових ІМС.

61 Датихарактеристикудіелектричнихпастдляконденсатора.

62

Датихарактеристикурезистивнихпаст.

УНІВЕРСИТЕТ

63

УказатиперевагитанедолікитовстоплівковихІМС.

64

Дати характеристику діелектричних паст, які використовуються при

 

виготовленніізоляціїтовстоплівковихІМС.

65

Пояснити, щопредставляєсобоюфункціональнаскладовапасти.

66

Датихарактеристикуструмопровіднихпаст.

 

67 Датихарактеристику технологічноїскладовоїпастдлятовстоплівкових

 

елементів.

 

68

Датихарактеристикуконструкційноїскладовоїпаст.

69

Описатиконтактнийспосібдрукутовстоплівковихелементів.

70

Описатибезконтактнийспосібдрукутовстоплівковихелементів.

71

Датипорівняльнухарактеристикуконтактноготабезконтактного

 

способівдрукупаст.

72

Якідільниціповиннібутиуцехудлявиготовленнятовстоплівкових

 

тапідкладок.

ДЕРЖАВНИЙ

 

ІМС.

 

73

Назватиспособипідгонкитовстоплівковихпасивнихелементів.

74

Зобразитинарисункуполепідгонкирезисторівтаконденсаторів

 

товстоплівковихелементів.

75

Датихарактеристикулазерногометодупідгонкитовстоплівкових

 

елементів.

 

76

Описатипроцесвпалюваннятовстоплівковихелементів.

77

Описатиспособитарежимисушінняпаст.

78

Пояснити, здлячогопіслядрукушарпастипросушують.

79

Описати, щоявляєсобоюпідгонкарезисторівтаконденсаторів.

80

ОписатиетапитаметодискладанняІМС.

81 Датипорівняльнухарактеристикуіснуючихметодіврозділенняпластин

СУМСЬКИЙ

82

Описатиспосіброзділенняпластинзадопомогоюалмазногодиска.

83

Описатиспосіброзділенняпластинзадопомогоюлазерногопроменя.

84

Описати існуючі способи розламування пластин та підкладок після

 

скрайбуванняалмазнимрізцем.

85

Навести характеристику клеїв, які використовуються при приєднанні

 

кристалівтаплатвосновукорпусу.

86

Датихарактеристикуприєднанняплатзадопомогоюпаяннясклом.

87 Навести марки та характеристики припоїв, що використовуються при приєднаннікристалівІМСвкорпус.

88 Дати характеристику способам приєднання зовнішніх виводів за

допомогоюпаяннямікропаяльником.

УНІВЕРСИТЕТ

 

89 Дати характеристику способу приєднання кристалів ІМС в корпус за допомогоюметалевихсплавів.

90 Пояснити бездротовий монтаж на прикладі приєднання безкорпусного транзисторазадопомогоюкульок.

91 Описати бездротовий монтаж з балочними виводами на прикладі безкорпусноготранзистора.

92 Датизагальнухарактеристикутермокомпресійногозварювання.

93 Якеобмеженевикористаннямаєтермокомпресія?

94 Описатиспосібприєднаннявиводівприультразвуковомузварюванні.

95 Описати приєднання виводів за допомогою непрямого імпульсного нагріву.

96 Описати приєднання виводів за допомогою зварювання розщепленим

 

 

електродом.

ДЕРЖАВНИЙ

 

 

 

97

Описатискладаннямікросхемнастрічковихносіях.

98

Датихарактеристикуіснуючихметодівконтролюгерметизації.

99

Датихарактеристикубезкорпусноїгерметизаціїмікросхем.

100

ДатихарактеристикукорпуснійгерметизаціїІМС.

101

Що повинен забезпечити технологічний спосіб герметизації

 

 

мікросхем?

 

102

ОписатинедолікитаперевагипластмасовихкорпусівІМС.

103

Якіперевагимаютьметалоскляні корпуси ІМС?

СУМСЬКИЙ

 

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]