

1.Классификация ИС по степени интеграции. Закон Мура. Прогноз развития микроэлектроники на ближайшие годы.
Функциональную сложность ИС обычно характеризуют степенью интеграции, т. е. количеством элементов на кристалле. В зависимости от количества элементов на кристалле интегральные схемы подразделяются:
·Малая ИС (МИС или IS) - до 100 элементов на кристалле;
·ИС средней степени интеграции (СИС или MSI) - в ней используется до 1000 элементов на одном кристалле;
·Большая интегральная схема (БИС или LSI) - в ней применяется до 10000 элементов на кристалле;
·Сверхбольшая интегральная схема (СБИС или VLSI) - использовано 10000 и более элементов на одном кристалле.
Степень интеграции интегральной микросхемы – показатель степени сложения микросхемы, характерный числом содержащихся в ней элементов и компонентов.
Определяется по формуле: ,
где L – коэффициент, определяющий степень интеграции, округляемый до ближайшего больше целого числа.
N – число элементов и компонентов, входящих в интегральную микросхему.
Зако́н Му́ра— эмпирическое наблюдение, изначально сделанное Гордоном Муром, согласно которому количество транзисторов, размещаемых на кристалле интегральной схемы, удваивается каждые 24 месяца.
Зависимость числа транзисторов на кристалле микропроцессора от времени. Вертикальная ось имеет логарифмическую шкалу, то есть прямая линия соответствует экспоненциальному закону — количество транзисторов удваивается примерно каждые 2 года.
Происходит все это, прежде всего, потому, что закон Мура в доступной пониманию форме определяет фантастические темпы развития полупроводниковой индустрии.
На ее стремительном росте сегодня зиждется вся мировая экономика, которая уже просто немыслима без компьютеров всех сортов. Некоторые аналитики даже предсказывают, что «конец эпохи закона Мура» приведет к новой великой депрессии.
Первоначально закон Мура был простым выводом из наблюдений за первыми этапами развития индустрии микропроцессоров, этаким эмпирическим постулатом. Но уже через несколько лет он стал руководящим принципом развития для всей отрасли, а теперь иначе как законом его никто и не называет.
В 2005 году начнется производство чипов по технологии 65 нанометров, на 2007-й намечен переход на 45нанометровый процесс, на 2009 год - внедрение 32-нанометрового, а в 2011 году настанет черед технологического процесса 22 нм.
Тогда же Паоло Джарджини заявил, что вплоть до 2020 года Intel cможет создавать транзисторы по современной схеме работы - с электродами и затвором между ними. К тому времени, однако, размеры всех элементов транзистора достигнут атомарных размеров, и уменьшать их дальше будет просто невозможно.
Следовательно, уже сейчас необходимо искать новые подходы. Один из них - организация передачи сигнала на уровне элементарных частиц, путем спиновых волн.
Одна чисто теоретическая идея заключается в многократном использовании электронов. В современных архитектурах электроны перемещаются от истока к стоку, а затем теряются.
Другая альтернатива — углеродные и кремниевые нанотрубки. Транзисторы, изготовленные из таких материалов, имеют сопоставимые размеры. Диаметр углеродных нанотрубок - 1-2 нм, но в экспериментальных транзисторах исток и сток расположены по их длине. Это позволяет повысить быстродействие и уменьшить потребляемую энергию, однако размер больше не сократится.
Экзотические структуры, такие как углеродные нанотрубки, могут найти применение в технологии КМОП не столько для ускорения темпов миниатюризации, сколько для повышения производительности устройств или, возможно, упрощения их изготовления.
Следующая альтернатива — изготавливать чипы больших размеров, наращивая их площадь или строя трехмерные многослойные микросхемы.

2.Усилитель бегущей волны как базовый элемент функциональной СВЧ микроэлектроники: принцип действия, элементы конструкции.


3. Классификация ИС по типу элементов и технологии. Базовые транзисторные структуры ИС.
1) МОП:
2) КМОП:
3) ПТШ:
4) БПТ:

5) HEMT:

4. Инвертор на основе КМОП транзисторов. Электрическая схема, особенности работы.


5.Сравнительная характеристика кремния и арсенида галлия как материала для современной микроэлектроники.

6. Основные технологические процессы при изготовлении полупроводниковых ИС. Методы самосовмещения.
Самосовмещение с помощью маски со стенками с отрицательным углом наклона
В этом способе используется слоистая структуру: нижние слои травятся с большей скоростью, чем верхние. В результате на поверхности пластины формируется маска, у которой стенки имеют отрицательный угол наклона. Такие наклонные стенки создают «тень» при ионной имплантации и позволяют формировать легированные области на точно заданном расстоянии от основания маски.