Главная страница
qrcode

1лаба. Исследование конструкций полупроводниковых биполярных интегральных микросхем


Скачать 461.68 Kb.
НазваниеИсследование конструкций полупроводниковых биполярных интегральных микросхем
Анкор1лаба.docx
Дата10.09.2019
Размер461.68 Kb.
Формат файлаdocx
Имя файла1лаба.docx
ТипИсследование
#58444
Каталог

Министерство образования и науки Российской Федерации
федеральное государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева

(национальный исследовательский университет)


Кафедра КиПРЭС

Отчёт по лабораторной работе
«Исследование конструкций полупроводниковых биполярных интегральных микросхем»

Выполнил: Бозриков. В.С.

Группа 546

Руководитель проекта: Архипов А.В.

Самара 2012


В данной работе была изучена полупроводниковая ИМС (рис. 1, рис 2).


Рисунок 1

Рисунок 2

По данным рисункам стало известно название полупроводниковой ИМС(К140УД6), а также метод изоляции – полная диэлектрическая изоляция(по обратной стороне ИМС - поликристаллический кремний).

К140УД6 –универсальный операционный усилитель.


Размер ИМС 2х2мм2

Плотность упаковки данной ИМС равна 45эл/4мм2

Степень интеграции –
МИС(малая интегральная схема, т.е. до 100эл)


Технологический процесс включает нижеследующие операции:
Механическую обработку полупроводниковых пластин — получают пластины полупроводника со строго заданной геометрией, нужной кристаллографической ориентацией (не хуже ±5 %) и классом чистоты поверхности. Эти пластины в дальнейшем служат заготовками в производстве приборов или подложками для нанесения эпитаксиального слоя.
  • Химическую обработку (предшествующую всем термическим операциям) — удаление механически нарушенного слоя полупроводника и очистка поверхности пластины. Основные методы химической обработки: жидкостное и газовое травление, плазмохимические методы. Для получения на пластине рельефа (профилирование поверхности) в виде чередующихся выступов и впадин определённой геометрии, для вытравливания окон в маскирующих покрытиях, для проявления скрытого изображения в слое экспонированного
  • Эпитаксиальное наращивание слоя полупроводника — осаждение атомов полупроводника на подложку, в результате чего на ней образуется слой, кристаллическая структура которого подобна структуре подложки. При этом подложка часто выполняет лишь функции механического носителя.
  • Получение маскирующего покрытия — для защиты слоя полупроводника от проникновения примесей на последующих операциях легирования. Чаще всего проводится путём окисления эпитаксиального слоя кремния в среде кислорода при высокой температуре.
  • Фотолитография — производится для образования рельефа в диэлектрической плёнке.
  • Введение электрически активных примесей в пластину для образования отдельных p- и n-областей — нужно для создания электрических переходов, изолирующих участков. Производится методом диффузии из твёрдых, жидких или газообразных источников, основными диффузантами в кремний являются фосфор и бор. В результате восстанавливается нарушенная структура полупроводника и ионы примеси занимают узлы кристаллической решётки.
    Получение омических контактов и создание пассивных элементов на пластине — с помощью фотолитографической обработки в слое оксида, покрывающем области сформированных структур, над предварительно созданными сильно легированными областями n+- или p+-типа, которые обеспечивают низкое переходное сопротивление контакта, вскрывают окна. Затем, методом вакуумного напыления всю поверхность пластины покрывают слоем металла (металлизируют), излишек металла удаляют, оставив его только на местах контактных площадок и разводки. Полученные таким образом контакты, для улучшения адгезии материала контакта к поверхности и уменьшения переходного сопротивления, термически обрабатывают (операция вжигания). В случае напыления на материал оксида специальных сплавов получают пассивные тонкоплёночные элементы — резисторы, конденсаторы, индуктивности.
  • Добавление дополнительных слоев металла, между слоями располагают диэлектрик со сквозными отверстиями.
  • Пассивация поверхности пластины. Перед контролем кристаллов необходимо очистить их внешнюю поверхность от различных загрязнений. Более удобной (в технологическом плане) является очистка пластин непосредственно после скрайбирования или резки диском, пока они ещё не разделены на кристаллы. Это целесообразно и потому, что крошки полупроводникового материала, образуемые при скрайбировании или надрезании пластин, потенциально являются причиной появления брака при размалывании их на кристаллы с образованием царапин при металлизации. Наиболее часто пластины очищают в деионизированной воде на установках гидромеханической (кистьевой) отмывки, а затем сушат на центрифуге, в термошкафу при температуре не более 60° C или инфракрасным нагревом. На очищенной пластине определяются дефекты вносимые операцией скрайбирования и разламывания пластин на кристаллы, а также ранее проводимых операциях — фотолитографии, окислении, напылении, измерении.
  • Тестирование неразрезанной пластины. Обычно это испытания зондовыми головками на установках автоматической разбраковки пластин. В момент касания зондами разбраковываемых структур измеряются электрические параметры. В процессе маркируются бракованные кристаллы, которые затем отбрасываются. Линейные размеры кристаллов обычно не контролируют, так как их высокая точность обеспечивается механической и электрохимической обработкой поверхности (толщина) и последующим скрайбированием (длина и ширина).
  • Разделение пластин на кристаллы — механически разделяет (разрезанием) пластину на отдельные кристаллы.
  • Сборка кристалла и последующие операции монтажа кристалла в корпус и герметизация — присоединение к кристаллу выводов и последующая упаковка в корпус, с последующей его герметизацией.
  • Электрические измерения и испытания — проводятся с целью отбраковки изделий, имеющих несоответствующие технической документации параметры. Иногда специально выпускаются микросхемы с «открытым» верхним пределом параметров, допускающих впоследствии работу в нештатных для остальных микросхем режимах повышенной нагрузки.
  • Выходной контроль, завершающий технологический цикл изготовления устройства весьма важная и сложная задача
  • Маркировка, нанесение защитного покрытия, упаковка — завершающие операции перед отгрузкой готового изделия конечному потребителю.

    высоким пробивным напряжением, увеличенной радиационной стойкостью, но напряженный тепловой режим из-за низкой теплопроводностью и более высокая стоимость.
    перейти в каталог файлов


  • связь с админом