- •Введение
- •Развитие электроники
- •Особые свойства электронных приборов
- •Глава 1. Физические основы проводимости полупроводников
- •1.1. Общие сведения о полупроводниковых материалах
- •1.1.1. Энергетические зонные диаграммы кристаллов
- •1.1.2. Прохождение тока через металлы
- •1.2. Собственная проводимость полупроводников
- •1.3. Примесная проводимость полупроводников
- •1.3.1. Электронная проводимость. Полупроводник n-типа
- •1.3.2. Дырочная проводимость. Полупроводник p-типа
- •1.4. Однородный и неоднородный полупроводник
- •1.5. Неравновесная концентрация носителей
- •1.6. Прохождение тока через полупроводники
- •1.7. Уточнение понятий “собственные” и “примесные” полупроводники
- •Глава 2. Количественные соотношения в физике полупроводников
- •2.1. Распределение Ферми. Плотность квантовых состояний
- •2.2. Функция распределения Ферми – Дирака
- •2.3. Плотность квантовых состояний
- •2.4. Концентрация носителей в зонах
- •2.5. Собственный полупроводник
- •2.6. Примесный полупроводник. Смещение уровня Ферми
- •Глава 3. Электронно-дырочный переход
- •3.1. Образование и свойства р-п перехода
- •3.1.1. Виды p-n переходов
- •3.1.2. Потенциальный барьер
- •3.1.3. Токи р-n перехода в равновесии
- •3.1.4. Электронно-дырочный переход при внешнем смещении
- •3.2. Вольт-амперная характеристика р-п перехода
- •3.2.2 Влияние температуры на характеристику и свойства р-п перехода
- •3.2.3. Емкость р-п перехода
- •Глава 4. Полупроводниковые диоды
- •4.1 Диоды
- •4.1.1. Реальная вольт-амперная характеристика (вах) диода
- •4.1.2. Параметры диода
- •4.2. Разновидности диодов. Точечные и плоскостные диоды
- •4.2.1. Выпрямительные и силовые диоды
- •4.2.2. Тепловой расчет полупроводниковых приборов
- •4.2.3. Кремниевые стабилитроны (опорные диоды)
- •4.2.4. Импульсные диоды
- •4.2.5. Туннельные и обращенные диоды. Туннельный эффект. Туннельные диоды (тд)
- •4.2.6. Варикапы
- •4.4. Обозначение (маркировка) несиловых диодов
- •Глава 5. Биполярный бездрейовый транзистор
- •5.1. Устройство и принцип действия
- •5.2. Основные соотношения для токов. Коэффициент передачи тока
- •5.2.1. Возможность усиления тока транзистором
- •5.3. Три схемы включения транзистора
- •5.4. Статические характеристики транзистора
- •5.5. Предельные режимы (параметры) по постоянному току транзистора
- •5.6. Малосигнальные параметры и эквивалентные схемы транзистора
- •5.6.1. Зависимость внутренних параметров транзистора от режима и от температуры
- •5.6.2. Четырехполюсниковые h-параметры транзистора и эквивалентная схема с h-параметрами
- •5.6.2.1. Определение h-параметров по статическим характеристикам
- •5.6.2.2. Связь между внутренними параметрами и h-параметрами
- •5.7. Частотные свойства транзисторов. Дрейфовый транзистор
- •5.7.1. Частотно-зависимые параметры
- •5.7.2. Дрейфовый транзистор
- •Глава 6. Полевые (униполярные) транзисторы
- •6.1. Унитрон
- •6.3. Параметры и эквивалентная схема полевого транзистора
- •6.4. Обозначение (маркировка) и типы выпускаемых транзисторов
- •Глава 7. Тиристоры
- •7.1. Устройство и принцип действия тиристоров
- •7.2. Закрытое и открытое состояние тиристора
- •7.2.1. Закрытое состояние тиристора (ключ отключен)
- •7.2.2. Открытое состояние (ключ включен)
- •7.3. Включение и выключение тиристора
- •7.4. Параметры тиристора
- •7.5. Типы и обозначения силовых тиристоров
- •Глава 8. Интегральные микросхемы.
- •8.1 Общие сведения о микросхемах.
- •8.1.1 Классификация микросхем.
- •8.1.2. Обозначения имс
- •8.2. Сведения по технологии получения имс
- •8.2.1. Исходные материалы
- •8.2.2. Групповой метод. Планарная технология
- •8.3. Планарно – эпитаксиальный цикл.
- •8.3.1. Эпитаксия.
- •8.3.2. Окисление поверхности кремния.
- •8.3.3. Первая (разделительная) диффузия.
- •8.3.4. Вторая (базовая) и третья (эмиттерная) диффузии.
- •8.3.5. Металлизация (межсоединения).
- •8.3.6. Фотолитография.
- •8.4. Особенности и перспективы развития интегральных схем.
- •8.4.1. Особенности имс.
- •8.4.2. Перспективы развития.
- •Библиографический список
- •Глава 8. Интегральные микросхемы ……………………………………… 61 Библиографический список ……………………………………………….. 78
8.1.2. Обозначения имс
Обычно микросхемы выпускаются сериями. Серия представляет собой совокупность ИС, имеющих единое конструктивно-технологическое исполнение и предназначенных для совместного применения. Номер серии, состоящий из трех цифр, отражается в условном обозначении микросхемы.
В соответствии с принятой системой (ОСТ 11073.915-80) обозначение ИМС состоит из четырех элементов. Первый элемент обозначения – цифра, указывающая группу микросхемы по конструктивно-технологическому признаку (П.8.1.1). второй элемент – две или три цифры, указывающие номер разработки данной серии. Первый и второй элементы (трехзначное число) обозначают серию микросхемы (например, 155, 140 и т.д.) третий элемент две буквы, обозначающие функциональную подгруппу и вид микросхемы по таблице 8.1. Четвертый элемент – одна или две цифры, обозначающие условный номер разработки по функциональному признаку (таблица 8.1) в данной серии.
Для микросхем широкого применения, в т.ч. в бытовой аппаратуре, перед первым элементом обозначения добавляется буква "К". Пример обозначения и расшифровка элементов обозначения полупроводниковой микросхемы К155ТВ6 (универсальный триггер JK) приведены на рис. 8.1.
Кроме того, в некоторых сериях перед условным обозначением серии указываются различные буквы, указывающие на особенности конструктивного исполнения: Б - бескорпусные ИС, М – керамический или металлокерамический корпус, Р – пластмассовый корпус, Н – миниатюрный металлический или керамический корпус (микрокорпус), Ф – миниатюрный пластмассовый корпус (микрокорпус). Например, КР155ТВ6 – микросхема К155ТВ6 в пластмассовом корпусе.
8.2. Сведения по технологии получения имс
Различают две разновидности (класса) полупроводниковых приборов: биполярные и МДП (МОП) ИМС транзисторов. В технологии получения тех и других используются одинаковые методы и приемы. Поэтому далее будет кратко рассмотрен технологический цикл получения биполярных ИМС и транзисторов. Технология полупроводниковых ИС развилась на основе планарной технологии транзисторов, впитавшей в себя весь предшествующий опыт производства полупроводниковых приборов и достигший больших успехов.
8.2.1. Исходные материалы
Полупроводниковые ИС и транзисторы изготавливаются в основном из монокристаллов кремния. Монокристаллы кремния получают методом кристаллизации из расплава (методом Чохральского) или методом зонной плавки [1].
Монокристаллы (слитки) кремния. Монокристаллы кремния, называемые монокристаллическими слитками, для производства ИМС чаще всего получают методом Чохральского. Могут быть получены слитки весом несколько килограмм. Типовой диаметр слитка – 80 мм (может достигать 150 мм). Длина слитка может достигать 1,5 м и более. Но обычно она в несколько раз меньше. При выращивании слитка в расплав, из которого производится кристаллизация слитка, вносят примеси (донорную или акцепторную). Слиток получается с проводимостью типа n или типа p. Примесь равномерно распределена по объему слитка (слиток однороден).
Кремниевые пластины. Исходным материалом для получения ИМС и дискретных транзисторов являются тонкие пластины кремния, которые получают при разрезании слитков кремния. Слитки кремния перпендикулярно продольной оси разрезают на множество тонких пластин толщиной 0,40,5 мм. Эти пластины многократно шлифуют, полируют, промывают, чтобы получить пластины толщиной 200300 мкм
(такая толщина не достижима при резке) с очень чистыми ровными поверхностями. Неровность поверхностей готовых пластин не превышает сотых долей микрона. Параллельность поверхностей готовых пластин составляет единицы (и даже доли) микрон на 1 см длины [1].