- •Изучение элементной базы, топологии и конструкции полупроводниковых интегральных микросхем
- •Цель работы
- •Аппаратура и принадлежности.
- •Теоретические сведения Термины и определения
- •Характеристика полупроводниковых пластин
- •Конструкция и топология элементной базы полупроводниковых имс
- •Конструкция и топология резисторов
- •Характеристики интегральных резисторов
- •Конструкция конденсаторов
- •Конструкции диодов
- •Конструкция биполярных транзисторов
- •Конструкции мдп - транзисторов
- •Конструкция полевых транзисторов
- •Вспомогательные элементы пимс
- •Способы изоляции элементов
- •Описание изучаемых имс
- •Характеристики и параметры изучаемых имс
- •Лабораторное задание Домашнее задание
- •Работа в лаборатории
- •Порядок выполнения работы
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Рекомендуемая литература
Порядок выполнения работы
Внимание!
Пластины с образцами очень хрупки. После рассмотрения пластин сразу же ставьте их в кассету.
1. Получить кассету 2-1 с номером варианта, соответствующим номеру бригады. Номер варианта является третьим элементом обозначения кассеты.
Таблица 8 Варианты элементов ПИМС для изучения топологии
№ бригады |
1и7 |
2и8 |
Зи9 |
4 и 10 |
5 и 11 |
6 и 12 |
№ варианта |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
1 Микросхема |
140УД6 |
140УД6 |
134ЛА2 |
140УД8 |
564ЛЕ5 |
134ЛА8 |
Элемент |
С1 |
R5 |
R3 |
С1 |
Rl |
Rl |
Значение |
|
|
|
|
|
|
параметра |
35 пФ |
40к0м |
4,2 кОм |
30 пФ |
1 к0м |
12 к0м |
2 Микросхема |
140УД6 |
134ЛА2 |
133ЛА6 |
134ЛА2 |
134ТМ2 |
K142EH5 |
Элемент |
VT27 |
VT4 |
VT6 |
VT1 |
VT3 |
VT2 |
3 Микросхема |
К590КН9 |
564РУ2 |
564ТЛ 1 |
564РУ2 |
140УД8 |
564ТЛ 1 |
Элемент |
VT2 |
Тестовый |
Тестовый |
Тестовый |
VT3, VT4 |
Тестовый |
|
|
р-МДП |
п- МДП |
n-МДП |
|
р-МДП |
Форма |
Меандр |
Прямоуг. |
Прямоуг. |
Прямоуг. |
Кольцо |
Прямоуг. |
затвора |
|
|
|
|
|
|
4 Микросхема |
134ЛА2 |
134ТМ2 |
133ЛА6 |
К590КН8 |
564КТЗ |
140УД9 |
Элемент |
VD1 |
VD1 |
VD1 |
VD1 |
VD3 |
VD1 |
2. Рассмотреть под микроскопом образцы исходных пластин с номерами от 01 до 04:
01 - кремниевая пластина;
02 - германиевая пластина;
03 - арсенидгаллиевая пластина;
04 - фосфидгаллиевая пластина.
31
3. Заполнить характерные признаки внешнего вида пластин ( цвет, матовая или зеркальная поверхность, наличие рисок ) и занести данные в форму табл. 6.
4. Заполнить остальные графы формы табл. 6, используя описание лабораторной работы и другие источники.
5. Подготовиться к изучению семи образцов полупроводниковых микросхем, размещенных в кассете 2-1 , для чего необходимо:
а) занести в форму табл. 7 в порядке размещения образцов в кассете обозначение микросхем, выполняемую функцию и число элементов, используя данные табл. 5 описания.
6. Внимательно рассмотреть каждую микросхему под микроскопом и определить:
а ) способ изоляции элементов в микросхеме;
б ) количество внешних контактных площадок.
Примечание:1. Контур области изоляции диэлектриком ( контур "кармана" ) имеет вид темной утолщенной линии, при этом прямые углы в контуре обязательно закруглены. Вне контура "кармана" на поверхности кристалла наблюдаются характерные крапинки.
2. Контур области изоляции р-п-переходом имеет вид тонких темных линий с прямыми углами без закруглений. Результаты выполнения п. 6 занести в форму табл. 7.
7. Рассчитать значение степени интеграции по формуле ( 1 ), плотности упаковки по формуле ( 2 ), используя данные табл. 5 описания, и занести результаты в форму табл. 7.
8. Зарисовать эскизы топологии пассивных и активных элементов микросхем по варианту, указанному в табл. 8 описания, без соблюдения масштаба с указанием типа проводимости и названия областей. Для чего необходимо:
32
а) установить на столик микроскопа необходимую ИМС и, пользуясь ее принципиальной схемой ( рис. 11-20 ), найти интересующий элемент топологии, начав поиск от внешней контактной площадки кристалла с соответствующим номером;
б) поиск тестового или вспомогательного элементов ( фигур совмещения ) ведут на периферии кристалла или между внешними контактными площадками.
9. Произвести оптические измерения конструктивных параметров элементов полупроводниковых микросхем по п.8, для чего необходимо:
а) определить цену деления шкалы окуляра микроскопа ( для окуляра "10х" и объектива F= 25 цена деления равна 16 мкм );
б) поместить в поле зрения микроскопа топологию измеряемого элемента и произвести отсчет:
для диффузионного резистора — длины / и ширины Ь;
для МДП - конденсатора — длины /о и ширины boверхней обкладки;
для биполярного транзистора — длины /^ и ширины Ь^ базовой области;
для МДП - транзистора — длины /зи ширины Ьззатвора;
в) нанести эти размеры в микрометрах на эскизы топологии.
10. Рассчитать значение удельного поверхностного сопротивления и удельной емкости по формулам ( 3 ), ( 4 ) соответственно, используя значения параметров элементов из таблицы 8 описания и результаты оптических измерений.
11. Показать преподавателю результаты выполнения работы и оформить отчет в соответствии с разделом "Требования к отчету".
33