11.8. Электровакуумная гигиена

Электровакуумная гигиена направлена на управление качеством всех используемых материальных ресурсов:

• покупные материалы проходят входной контроль в аналитической лаборатории;

• значительная часть электрооборудования подключена к вторичным источникам бесперебойного питания;

• постоянно контролируется качество вырабатываемых в производстве энергоносителей (сжатый воздух, жидкий азот, деионизованная вода);

• непрерывно контролируются температура, влажность и насыщенность ионами воздуха в производственных помещениях. Запыленность помещений контролируется не реже двух раз в смену;

• используемые оснастка, тара и инструменты не должны быть источниками загрязнений или электростатических разрядов;

• спецодежда персонала не должна быть источником электростатических разрядов, пыли и загрязнений.

Персоналу, имеющему контакт с пластинами в процессе их обработки, запрещено курить и пользоваться косметикой.

Особо следует отметить мероприятия по снижению запыленности производственных помещений. Именно запыленность воздуха в наибольшей степени влияет на плотность дефектов в микросхемах. В современном производстве считается допустимой такая плотность, при которой один дефект приходится на 1050 см² площади пластины. Для этого воздух, в котором хранятся и обрабатываются пластины, должен содержать не более одной пылинки на литр. Допустимое число пылинок в литре воздуха называется классом чистоты помещения. Класс чистоты в загрузочной зоне оборудования должен быть не более 1.

Специфика микроэлектронного производства такова, что пока еще не удается полностью изолировать пластины от операторов при их перемещении с одной операции на другую. При переносе герметичной тары с пластинами через зону с высокой запыленностью грязный воздух и пыль на таре попадают в чистую зону и удалить ее потом очень трудно. Для борьбы с проникновением пыли через барьеры используется система последовательных шлюзов. Технологическое оборудование устроено так, что зона загрузки или обработки пластин должна быть накрыта небольшим скафандром. Насосы и фильтры скафандра обеспечивают в нем небольшое избыточное давление чистого воздуха класс 1. Зона обслуживания оборудования отделена от рабочей зоны герметичной перегородкой. В зоне обслуживания класс чистоты 100 или более. В рабочей зоне класс чистоты 10 и поддерживается избыточное давление. В эту зону имеет доступ ограниченное число операторов и только в спецодежде с фильтром для дыхания. Спецодежда хранится и одевается в шлюзе с классом чистоты 100. И только из шлюза можно попасть в общий коридор класса чистоты 1000. В общих помещениях воздух также фильтруется, кондиционируется и ионизуется, персонал использует спецодежду, но значительно дешевле и проще, чем в рабочей зоне.

12. Маршрут производства и физические структуры кмоп - микросхем.

12.1. Применение, достоинства и недостатки кмоп - микросхем

Главное преимущество КМОП - схем – это практическое отсутствие потребления электрической мощности при отсутствии переключений в схеме. На рубеже 50 тысяч транзисторов проблема потребляемой мощности остановила развитие цифровых биполярных микросхем. Современные КМОП - микросхемы включают более 10 млрд. элементов в устройствах памяти и более 1 млрд. в микропроцессорах.

В процессе развития технологии выяснилось, что пределы миниатюризации у МОП - транзисторов находятся в области единиц нанометров, а у биполярных – в области сотен нанометров. За счет миниатюризации предельное быстродействие МОП - транзисторов значительно превосходит быстродействие биполярных приборов.

Основной недостаток МОП - приборов – квадратичная зависимость выходного тока от управляющего напряжения. Экспоненциальная зависимость у биполярных приборов обеспечивает большую крутизну проходной характеристики и во много раз больший коэффициент усиления по напряжению. Поэтому в радиочастотных схемах и схемах управления мощностью биполярные транзисторы применяются очень широко. Цифровая электроника построена почти исключительно на МОП - транзисторах.