Физика полупроводниковых приборов

Вид материала

Документы

Содержание Примерный перечень тем практических занятий Примерный перечень тем лабораторных работ Примерный перечень тем курсовых работ Технологические процессы микроэлектроники А.Г. Черных Ю.А. Родионов Научно-производственное отделение микроэлектроники Пояснительная записка Тематический план Часть2. Технология изготовления элементов ИС Часть3. Технология многокристальных модулей Содержание дисциплины Тема 2.2. АБРАЗИВНАЯ ОБРАБОТКА ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО МАТЕРИАЛА Тема 2.3. ХИМИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА ПЛАСТИН Тема 2.4. ТРАНСПОРТИРОВКА И МЕЖОПЕРАЦИОННОЕ ХРАНЕНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПЛАСТИН И вакуумных процессов Тема 1.2. ПРОЦЕССЫ ИЗОЛЯЦИИ БИПОЛЯРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИС Тема 1.3. ПРОЦЕССЫ ИЗОЛЯЦИИ МОП-ЭЛЕМЕНТОВ ИС Тема 2.2. СТРУКТУРА МОП - ЭЛЕМЕНТОВ ИС Тема 3.2. МЕТАЛЛИЗАЦИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ИС НА ОСНОВЕ ПЛЕНОК МЕДИ ... Полное содержание

Подобный материал:

• Рабочая программа дисциплины "Физические основы полупроводниковой микро- и оптоэлектроники, 119.56kb.
• Министерство образования и науки РФ московский энергетический институт (технический, 83.36kb.
• Учебно-методический комплекс для специальности, 359.2kb.
• Реферат по дисциплине " Технологические процессы микроэлектроники " на тему: Технологические, 1398.5kb.
• Программа курса лекций, 30.09kb.
• Разработка фоточувствительных полупроводниковых приборов с отрицательной дифференциальной, 398.26kb.
• Полупроводниковые приборы, 355.8kb.
• Методика анализа, прогнозирования и повышения надежности изделий микроэлектроники,, 21.62kb.
• Материалы микроэлектроники, 673.1kb.
• Годовой отчет ОАО «ниипп» за 2010 год, 374.58kb.

Тема 4.1. ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ И КОНСТРУКЦИИ КОММУТАЦИОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

4.1.1. Расчет межсоединений, омических контактов и контактных площадок. Выбор и расчет изоляции элементов ИМС, Выбор подложки и корпуса полупроводниковых приборов и ИМС.

2. Расчет тепловых режимов подложки и корпуса.
   

Раздел 5. Конструкторская документация


Тема 5.1.ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СОСТАВЕ И ИЗГОТОВЛЕНИИ КОНСТРУКТОРСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ

Требования ЕСКД. Автоматизация разработки конструкторской документации.


^ ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

1. Расчет конструкции и топологии полупроводниковых выпрямительных диодов.
   
2. Расчет конструкции, топологии и основных параметров варикапов.
   
3. Расчет конструкции, топологии и основных параметров стабилитронов.
   
4. Расчет конструкции, топологии и основных параметров СВЧ-диодов.
   
5. Расчет конструкции, топологии и основных параметров биполярных и полевых транзисторов.
   

^ ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

1. Расчет основных конструктивных и технологических параметров основных областей биполярного транзистора.
   
2. Проектирование базовой структуры биполярного транзистора.
   
3. Исследование взаимосвязи электрофизических и конструктивно-технологических параметров полевых транзисторов.
   
4. Проектирование n-канальных полевых транзисторов с индуцированным каналом и изолированным затвором.
   
5. Проектирование р-канальных полевых транзисторов со встроенным каналом и изолированным затвором.
   

^ ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ КУРСОВЫХ РАБОТ

1. Расчет и разработка конструкции дискретного полупроводникового прибора (диода, стабилитрона, варикапа, транзистора) по заданным параметрам.
   
2. Расчет и разработка конструкции и топологии логического элемента цифровых ИМС.
   
3. Расчет и разработка конструкции и топологии аналоговой микросхемы.
   

литература


основная

1. Березин А.С., Мочалкина О. Технология и конструирование интегральных микросхем. – М.: Радио и связь, 1992.
   
2. Пономарев М.Ф. Конструкции и расчет микросхем и микроэлементов ЭВА. – М.: Радио и связь, 1982.
   
3. Коледов Л.А. Конструирование и технология микросхем. – М.: Высш.шк., 1984.
   

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ

1. Бубенников А.М., Садовников А.Д. Физика и технология проектирования биполярных элементов Si-БИС. – М.: Радио и связь, 1990.
   
2. Крутякова М.Г., Юдин М.А. Проектирование и расчет полупроводниковых приборов. – М.: Радио и связь, 1988.
   

Утверждена

УМО вузов Республики Беларусь

по образованию в области информатики

и радиоэлектроники

« 03 » июня 2003 г.

Регистрационный № ТД-41-020/тип.


^ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ


Учебная программа для высших учебных заведений

по специальности 1-41 01 03 Квантовые информационные системы


Согласована с Учебно-методическим управлением БГУИР

« 28 » мая 2003 г.





Составители:

В.А. Сокол, заведующий кафедрой микроэлектроники Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», доктор технических наук;

^ А.Г. Черных, доцент кафедры микроэлектроники Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», кандидат технических наук;

^ Ю.А. Родионов, доцент кафедры микроэлектроники Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», кандидат технических наук


Рецензенты:

В.А. Пилипенко, профессор кафедры физики полупроводников Учреждения образования «Белорусский государственный университет», член-корреспондент Национальной академии наук Беларуси, доктор технических наук;

^ Научно-производственное отделение микроэлектроники Унитарного предприятия «НИИ ЭВМ» (протокол № 1 от 20.01 2003 г.)


Рекомендована к утверждению в качестве типовой:

Кафедрой микроэлектроники Учреждения образования «Белорусский
государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол
№ 6 от 13.01.2003 г.);


Научно-методическим советом по направлениям 1-36 Оборудование и 1-41 Компоненты оборудования УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол № 3 от 28.03.2003 г.)


Действует до утверждения Образовательного стандарта по специальности


^ ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА


Типовая программа «Технологические процессы микроэлектроники» разработана для специальности 1-41 01 03 Квантовые информационные системы высших учебных заведений. Она предусматривает изучение основных технологических процессов изготовления интегральных схем (ИС), типовых маршрутов изготовления биполярных, комплементарных металл - окисел - проводник (КМОП), биполярных комплементарных металл - окисел - проводник (БиКМОП) и других элементов ИС, методов контроля и анализа этих элементов, а также изучение технологии изготовления многокристальных модулей (МКМ).

Интегрированный курс «Технологические процессы микроэлектроники» включает в себя следующие дисциплины: «Основы кремниевой технологии», «Технология изготовления элементов ИС», «Технология многокристальных модулей».

В результате освоения курса «Технологические процессы микроэлектроники» студент должен:

знать:

• основные физические и химические закономерности, лежащие в основе конкретного технологического процесса; методики входного контроля полупроводниковых слитков и пластин с конкретными схемотехническими решениями; методы кристаллозаготовки; техпроцессы химподготовки и химобработки кристаллов; способы создания технологических слоев; методы микролитографии; сухие плазменные процессы создания субмикронного рисунка;
  
• общие закономерности проектирования технологических маршрутов изготовления ИС; взаимосвязь этапов технологических маршрутов изготовления различных элементов ИС; методы формирования структуры ИС на биполярных, КМОП-, п-МОП-, БиКМОП-элементах; методы контроля и анализа элементов ИС в процессе их формирования;
  
• конструктивно-технологические особенности создания, области применения и перспективы развития МКМ;
  

уметь характеризовать:

• качество проведенного техпроцесса, возможность реализации менее энерго- и материалоемкой технологии;
  
• уровень технологии изготовления биполярных, КМОП-, п-МОП-, БиКМОП-элементов ИС;
  
• физические принципы работы, характеристики и параметры МКМ;
  

уметь анализировать:

• технологию изготовления ИС по технико-экономическим характеристикам базовых технологических процессов;
  
• структуру элементов ИС и многокристальных модулей в процессе их формирования (методами: электронной микроскопии, электрофизическими, тепловыми, оптическими и др.);
  

приобрести навыки:

• работы на современном технологическом оборудовании и технологического сопровождения изделия на всех стадиях техпроцесса;
  
• анализа технологических процессов по результатам контроля параметров элементов ИС и МКМ на тестовых структурах;
  
• проектирования технологических маршрутов изготовления ИС на биполярных, КМОП-, п-МОП-, БиКМОП-элементах.
  

Программа рассчитана на объем 350 часов, в том числе 250 аудиторных часов. Примерное распределение аудиторных часов по видам занятий: лекций – 136 часа, лабораторных работ – 98 часов, практических занятий – 16 часов.

^ Тематический план

№ п.п.	Наименование раздела, темы	Лекции, часов	Лаборат. занятия, часов	Практ. занятия, часов	Всего
1	2	3	4	5	6
	Часть 1. Основы кремниевой технологии
1	Введение. Требования к производству ИС	2			2
2	Кристаллозаготовка
2.1	Входной контроль	2			2
2.2	Абразивная обработка полупроводникового материала	2			2
2.3	Химподготовка пластин	6	4		10
2.4	Транспортировка и межоперационное хранение полупроводниковых пластин	2			2
3	Базовые методы создания технологических слоев
3.1	Эпитаксиальное выращивание полупроводниковых слоев	6	4		10
3.2	Получение легированных слоев	6	8		14
3.3	Получение диэлектрических слоев	6	8		14
3.4	Получение металлических пленок	8	4		12
4	Микролитография
4.1	Фотолитография	4	4		8
4.2	Производство фотошаблонов	4			4
4.3	Электронно-лучевая литография	2			2
4.4	Рентгеновская литография	2			2
4.5	Сухое травление технологического слоя	4	2		6
4.6	Контроль размеров элементов изображения	2			2
4.7	Электронно-вакуумная гигиена и техника безопасности при проведении литографических операций	2			2
5	Ресурсосбережение при проведении базовых технологических процессов
5.1	Основные энергопоказатели термических и вакуумных процессов	2			2
5.2	Химподготовка и фотолитография	2			2

Продолжение таблицы

1	2	3	4	5	6
5.3	Технологические газы в базовых процессах создания технологических слоев	2			2
5.4	Кристаллозаготовка и обработка подложек	2			2
	^ Часть2. Технология изготовления элементов ИС
1	Введение. Блок технологических процессов создания изоляции элементов ИС
1.1	Введение	2			2
1.2	Процессы изоляции биполярных элементов ИС	2	4	2	8
1.3	Процессы изоляции МОП - элементов ИС	2	4	2	8
2	Блок технологических процессов создания активной структуры элементов ИС
2.1	Структура биполярных элементов ИС	2	4	2	8
2.2	Структура МОП элементов ИС	4	4	2	10
3	Блок металлизации элементов ИС
3.1	Многослойная и многоуровневая металлизации на основе пленок алюминия	4	4	2	10
3.2	Металлизации элементов ИС на основе пленок меди	2			2
4	Блок сборки и испытаний ИС
4.1	Процессы сборки кристаллов в корпус	2			2
4.2	Герметизации кристаллов ИС	2			2
4.3	Блок испытаний ИС	2			2
5	Методы контроля и анализа элементов ИС
5.1	Экспрессные методы контроля кремниевых пластин по маршруту изготовления ИС	2	2	2	6
5.2	Методы анализа структуры элементов ИС	6	2	2	10
6	Типовые технологические маршруты изготовления кристаллов ИС
6.1	Конструктивно-технологические особенности создания элементов ИС	2	8	2	12
6.2	Перспективы развития технологии изготовления элементов ИС	2			2
	^ Часть3. Технология многокристальных модулей
1	Введение. Основные элементы МКМ
1.1	Введение	2			2
1.2	Диэлектрические основания МКМ	2	4		6
1.3	Металлические основания МКМ	4	4		8
1.4	Пассивные элементы МКМ	4	4		8
2	Конструктивно-технологические особенности МКМ
2.1	Многокристальные модули на основе печатных плат (MKM-L)	3			3
2.2	Многокристальные модули на керамических основаниях (MKM-С)	3	4		7
2.3	Многокристальные модули на основе тонких пленок (MKM-D)	3	4		7

Окончание таблицы

1	2	3	4	5	6
2.4	Многокристальные модули на основе электрохимического процесса окисления вентильных металлов (МКМ-А)	5	8		13
3	Сборка и испытания МКМ
3.1	Сборка МКМ	2			2
3.2	Основные электрофизические и конструктивно-технологические характеристики МКМ	2	4		6
3.3	Перспективы развития и применения различных технологий МКМ	2			2

^ СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


Часть 1. ОСНОВЫ КРЕМНИЕВОЙ ТЕХНОЛОГИИ


Раздел 1. ВВЕДЕНИЕ. ТРЕБОВАНИЯ К ПРОИЗВОДСТВУ ИС


Общая характеристика производства микросхем. Основные термины и понятия. Классификация и общая характеристика микросхем. Техническая документация на микросхему.


Раздел 2. КРИСТАЛЛОЗАГОТОВКА


Тема 2.1. ВХОДНОЙ КОНТРОЛЬ

Ориентация слитка по кристаллографической плоскости резки. Определение плотности дислокаций. Контроль удельного сопротивления, времени жизни неравновесных носителей, диффузионной длины.


^ Тема 2.2. АБРАЗИВНАЯ ОБРАБОТКА ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО МАТЕРИАЛА

Абразивные материалы. Резка слитка на пластины: полотнами, проволокой, алмазным диском с внешней и внутренней алмазной кромкой. Шлифовка. Полировка. Химико-механическая полировка. Скрайбирование, включая лазерное; ультразвуковая резка. Дефектообразование при механических обработках полупроводниковых материалов. Структура нарушенного слоя после абразивной обработки. Контроль качества после этапов абразивной обработки.


^ Тема 2.3. ХИМИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА ПЛАСТИН

Общие требования к качеству поверхности полупроводниковых пластин. Виды поверхностных загрязнений и основные источники загрязнения в производственных условиях. Химические реактивы для обезжиривания, полирующего и селективного травления и отмывки. Обезжиривание. Травление. Отмывка. Сушка. Контроль качества пластины после этапов химподготовки. Основные опасности при работе с технологическими химреактивами и требования правил техники безопасности.


^ Тема 2.4. ТРАНСПОРТИРОВКА И МЕЖОПЕРАЦИОННОЕ ХРАНЕНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПЛАСТИН

Межоперационные сроки хранения. Освежение пластин после длительного хранения. Тара и оснастка для хранения и транспортировки пластин и химреактивов: материалы, оптимальные формы и конструкции.


Раздел 3. БАЗОВЫЕ МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СЛОЕВ


Тема 3.1. ЭПИТАКСИАЛЬНОЕ ВЫРАЩИВАНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СЛОЕВ

Терминология, основы процесса эпитаксии. Газофазная эпитаксия кремния хлоридным и силановым методом: реактивы, типы реакторов, химические реакции, технологический маршрут, режимы, дефекты слоев, автоэпитаксия, контрольные точки. Локальная эпитаксия. Гетероэпитаксия. Молекулярно-лучевая эпитаксия. Контрольные точки. Основные правила техники безопасности.


Тема 3.2. ПОЛУЧЕНИЕ ЛЕГИРОВАННЫХ СЛОЕВ

3.2.1. Высокотемпературная диффузия.

Элементы теории высокотемпературной диффузии: механизмы диффузии в твердом теле, коэффициент диффузии и его температурные зависимости, erf-распределение, уравнения Фика. Особенности диффузии в планарной технологии. Способы проведения диффузии: в замкнутом объеме, в потоке газа-носителя, из жидкого, твердого и планарного источника, диффузия в вакууме. Дефекты и контроль параметров диффузионных слоев. Основные правила техники безопасности.

3.2.2. Ионное легирование.

Элементы теории ионного легирования: внедрение примеси в твердое тело электрическим полем, длина свободного пробега, эффект каналирования, радиационные дефекты, распределение концентрации легирующей примеси. Базовая структура установки ионного легирования. Типы ионных источников, масс-сепаратор, ускоритель, сканирующее устройство, приемная камера, основные контрольные устройства ионного пучка. Отжиг радиационных дефектов: высокотемпературный, ламповый, лазерный. Контроль параметров ионно-легированных слоев. Основные правила техники безопасности при работе с высоковольтной аппаратурой в условиях мощных излучений.


Тема 3.3. ПОЛУЧЕНИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЛОЕВ

3.3.1. Высокотемпературное окисление кремния.

Модель и кинетика окисления кремния. Окисление в сухом кислороде. Окисление во влажном кислороде. Окисление в цикле сухой-влажный-сухой кислород. Предокислительная обработка пластин в хлорсодержащих средах. Основные дефекты и контроль качества окисного слоя.

3.3.2. Низкотемпературные и плазмохимические окислы кремния.

Основные газохимические реакции. Аппаратура и технологические режимы.

3.3.3. Анодные окислы кремния.

Основные электрохимические реакции. Аппаратура и технологические режимы.

3.3.4. Легированные окислы, боро- и фосфоросиликатные стекла.

3.3.5. Плазменное окисление.

3.3.6. Окисление под давлением.

3.3.7. Получение пленок нитрида кремния.


Тема 3.4. ПОЛУЧЕНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПЛЕНОК

3.4.1. Метод термовакуумного напыления.

3.4.2. Распыление ионной бомбардировкой.


Раздел 4. МИКРОЛИТОГРАФИЯ


Тема 4.1. ФОТОЛИТОГРАФИЯ

4.1.1. Общая структура процесса контактной фотолитографии. Позитивные и негативные фоторезисты. Подготовка поверхности технологического слоя: кремний, диоксид кремния, металл, фосфоросиликатное стекло. Контроль качества подготовки поверхности.

4.1.2. Нанесение фоторезиста на технологический слой. Сушка фоторезиста. Экспонирование, совмещение рисунка, экспонирование, проявление, задубливание.

4.1.3. Травление технологического слоя.

Химическое жидкостное травление. Травление диоксида кремния, нитрида кремния, металлов.

4.1.4. Жидкостное и плазмохимическое удаление фоторезиста.

4.1.5. Взрывная фотолитография.

4.1.6. Фотолитография на микрозазоре.

4.1.7. Проекционная фотолитография.

4.1.8. Ограничения фотолитографии по разрешающей способности.


Тема 4.2. ПРОИЗВОДСТВО ФОТОШАБЛОНОВ

4.2.1. Основные термины и понятия. Генерация изображения. Маршруты изготовления фотошаблонов. Мультипликация. Рабочие копии. Защита фотошаблонов.

4.2.2. Цветные фотошаблоны.

4.2.3. Контроль параметров фотошаблонов. Основные виды дефектов и их определение. Ретушь и корректировка фотошаблонов.


Тема 4.3. ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ ЛИТОГРАФИЯ


Тема 4.4. РЕНТГЕНОВСКАЯ ЛИТОГРАФИЯ


Тема 4.5. “CУХОЕ” ТРАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО СЛОЯ


Тема 4.6. КОНТРОЛЬ РАЗМЕРОВ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗОБРАЖЕНИЯ


Тема 4.7. ЭЛЕКТРОННО-ВАКУУМНАЯ ГИГИЕНА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЛИТОГРАФИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ


Раздел 5. РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ БАЗОВЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ


Тема 5. 1. ОСНОВНЫЕ ЭНЕРГОПОКАЗАТЕЛИ ТЕРМИЧЕСКИХ

^ И ВАКУУМНЫХ ПРОЦЕССОВ

Потребляемые мощности установок и отдельных узлов вакуумно- термического оборудования. Пути снижения энергопотребления при проведении термических и вакуумных процессов.


Тема 5.2. ХИМПОДГОТОВКА И ФОТОЛИТОГРАФИЯ

Усредненные нормы расхода химреактивов на единицу продукции. Основные пути снижения расхода химреактивов.


Тема 5.3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ГАЗЫ В БАЗОВЫХ ПРОЦЕССАХ СОЗДАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СЛОЕВ

Обоснование норм расхода технологических газов при проведении окисления, термодиффузии и эпитаксии. Основные возможности снижения расхода технологических газов.


Тема 5.4. КРИСТАЛЛОЗАГОТОВКА И ОБРАБОТКА ПОДЛОЖЕК

Топология как объект снижения материалоемкости. Пути снижения отходов кремния при механической обработке кристаллов.


Часть 2. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ИС


Раздел 1. ВВЕДЕНИЕ. БЛОК ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ СОЗДАНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕМЕНТОВ ИС


Тема 1.1. ВВЕДЕНИЕ

Общие закономерности проектирования технологических маршрутов изготовления ИС. Взаимосвязь этапов технологического процесса. Себестоимость технологических процессов. Блочный характер технологического маршрута изготовления ИС (блоки: изоляции, активной структуры, металлизации, сборки, испытаний).


^ Тема 1.2. ПРОЦЕССЫ ИЗОЛЯЦИИ БИПОЛЯРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИС

Особенности формирования «скрытых слоёв». Электрические методы изоляции, основные этапы формирования элементов. Методы полной диэлектрической изоляции, этапы формирования. Комбинированные методы изоляции. Метод локального окисления. Дефекты структуры элементов ИС, пути их устранения. «Щелевая изоляция» элементов ИС. Преимущества, недостатки и применение методов в конкретных изделиях.


^ Тема 1.3. ПРОЦЕССЫ ИЗОЛЯЦИИ МОП-ЭЛЕМЕНТОВ ИС

Изоляция «охранными кольцами». КНД, КНИ, КНС - основные структуры полной диэлектрической изоляции. Этапы формирования элементов. Причины, сдерживающие широкое применение методов. Методы локального окисления LOKOS, LOPOS. Этапы формирования.


Раздел 2. БЛОК ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ СОЗДАНИЯ АКТИВНОЙ СТРУКТУРЫ ЭЛЕМЕНТОВ ИС


Тема 2.1. СТРУКТУРА БИПОЛЯРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИС

«Пристеночные» методы формирования элементов. Методы самосовмещения и самоформирования транзисторных структур ИС, способы реализации. Формирование супертонких базовых и эмиттерных слоев. Технологические процессы реализации различных схемотехнических элементов. Особенности создания транзисторной структуры с диодом Шоттки.


^ Тема 2.2. СТРУКТУРА МОП - ЭЛЕМЕНТОВ ИС

Технологические процессы производства n-МОП ИС. Этапы формирования элементов. Особенности проведения технологических процессов подзатворного окисления и нанесения материала затвора при формировании n-МОП-структур. ИС на КМОП-структурах. Основные этапы формирования. Методы создания n-, p-карманов. Технологический процесс с двумя «карманами». Тиристорный эффект (защелкивание) в КМОП-структурах. Конструкторско-технологические методы управления пороговым напряжением в КМОП-транзисторах. Низкопороговые КМОП ИС.


Раздел 3. БЛОК МЕТАЛЛИЗАЦИИ ЭЛЕМЕНТОВ ИС


Тема 3.1. ОДНОСЛОЙНАЯ, МНОГОСЛОЙНАЯ И МНОГОУРОВНЕВАЯ МЕТАЛЛИЗАЦИИ НА ОСНОВЕ ПЛЕНОК АЛЮМИНИЯ


3.1.1. Роль и проблемы металлизации элементов ИС. Алюминиевая однослойная металлизация. Методы формирования, свойства, преимущества и недостатки алюминиевой металлизации.

3.1.2. Пленки поликристаллического кремния (ППК). Методы получения, свойства и сфера применения ППК.

3.1.3. Металлизация тугоплавкими металлами. Особенности многоуровневой металлизации. Силициды металлов для затворов и межкомпонентных соединений в МОП ИС. Отказы, вызванные металлизацией. Методы планаризации кристаллов. Тенденция развития металлизации.


^ Тема 3.2. МЕТАЛЛИЗАЦИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ИС НА ОСНОВЕ ПЛЕНОК МЕДИ

Конструктивно-технологические особенности создания межсоединений ИС на основе пленок меди. Методы получения пленок меди. Селективный метод осаждения пленок меди.


Раздел 4. БЛОК СБОРКИ И ИСПЫТАНИЙ ИС


Тема 4.1. ПРОЦЕССЫ СБОРКИ КРИСТАЛЛОВ В КОРПУС

4.1.1.Основные этапы блока сборки кристаллов ИС. Разделение пластины на кристаллы: скрайбирование, сортировка, контроль. Монтаж кристаллов эвтектикой и компаундным клеем.

4.1.2.Способы соединений проволокой: термокомпрессия и ультразвуковая сварка. Металлургическое взаимодействие золота с алюминием. Автоматизированное соединение на ленточных носителях. Технологический процесс сборки методом перевернутого кристалла.


Тема 4.2. ГЕРМЕТИЗАЦИЯ КРИСТАЛЛОВ ИС

4.2.1.Типы корпусов и технология их производства. Керамические корпуса. Корпуса на основе тугоплавкой керамики и герметизации стеклом. Производство прессованных пластмассовых корпусов.

4.2.2.Герметизация. Бескорпусная герметизация. Защита корпуса от -частиц. Вопросы, связанные с применением корпусов: тепловые характеристики герметизированных приборов, соединение корпусов печатным монтажом.


^ Тема 4.3. БЛОК ИСПЫТАНИЙ ИС

Классификация испытаний микросхем. Электрические параметры и методы их измерения. Климатические испытания. Механические испытания. Радиационные испытания. Методы испытаний микросхем на надежность и сохранность. Методы прогнозирования надежности микросхем по результатам измерений и испытаний.


Раздел 5. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ И АНАЛИЗА ЭЛЕМЕНТОВ ИС


Тема 5.1. ЭКСПРЕССНЫЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ КРЕМНИЕВЫХ ПЛАСТИН ПО МАРШРУТУ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИС

Контрольные точки в технологическом маршруте изготовления биполярных и МОП-элементов ИС. Методы пооперационного контроля кремниевых пластин. Тестовые структуры (ТС) как инструмент оценки качества ИС. Методы проверки ТС на пластине.


^ Тема 5.2 МЕТОДЫ АНАЛИЗА СТРУКТУРЫ ЭЛЕМЕНТОВ ИС

Электрофизические и тепловые методы анализа элементов ИС. Оптические методы анализа полупроводниковых структур: интерференционный, спектральный, микроскопический, поляризованный. Методы растровой электронной микроскопии: методы отраженных электронов, вторичной электронной эмиссии, ОЖЕ-спектроскопии. Методы электронной микроскопии: дифракционный, Кикучи-линий, метод реплик.


Раздел 6. ТИПОВЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАРШРУТЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРИСТАЛЛОВ ИС


Тема 6.1. КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СОЗДАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ИС

6.1.1.Процессы формирования ТТЛШ-элементов. КБИП-элементы, основные этапы их изготовления. Технологические маршруты изготовления СВЧ ИС

6.1.2.Технологические методы формирования запоминающих устройств на основе n-МОП-элементов. Конструктивно-технологические особенности создания ИС на КМОП- и БиКМОП-элементах. Основные этапы их формирования.


Тема 6.2. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ИС


Часть 3. ТЕХНОЛОГИЯ МНОГОКРИСТАЛЬНЫХ МОДУЛЕЙ


Раздел 1. ВВЕДЕНИЕ. ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МКМ


Тема 1.1. ВВЕДЕНИЕ

Понятие о МКМ. Основные разновидности.


Тема 1.2. ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ОСНОВАНИЯ МКМ

1.2.1. Назначение оснований. Свойства и характеристики.

1.2.2. Материалы, используемые при изготовлении оснований МКМ. Специфика их изготовления.


Тема 1.3. МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ОСНОВАНИЯ МКМ

1.3.1. Необходимость разработки и применения.

1.3.2. Диэлектрические покрытия металлических оснований.

1.3.3. Алюминиевые основания как наиболее перспективные. Электрохимический процесс формирования диэлектрического слоя на алюминиевом основании.

1.3.4. Характеристики металлических оснований.


Тема.1.4. ПАССИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МКМ

1.4.1. Пленочные резисторы, конструкции, методы получения и характеристики, методы корректировки номиналов, методы контроля сопротивления при формировании резистивных пленок.

1.4.2. Пленочные конденсаторы, конструкции, материалы, методы получения, характеристики, специфика применения.

1.4.3. Пленочные индуктивности.

Раздел 2. КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ

^ ОСОБЕННОСТИ МКМ


Тема 2.1. МНОГОКРИСТАЛЬНЫЕ МОДУЛИ НА ОСНОВЕ

ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ (MKM-L)

2.1.1.Технология MKM-L как более высокая версия технологии гибридных интегральных микросхем на основе печатных плат.

2.1.2. Конструктивно-технологические особенности МКМ-L.

2.1.3.Основные характеристики.

2.1.4. Области применения. Перспективы развития.


Тема 2.2. МНОГОКРИСТАЛЬНЫЕ МОДУЛИ

^ НА КЕРАМИЧЕСКИХ ОСНОВАНИЯХ (MKM-С)

2.2.1. Технология МКМ-С как новый этап развития технологии МКМ на керамических основаниях.

2.2.2. Конструктивно-технологические особенности изготовления керамических оснований, толстопленочной многоуровневой системы межсоединений и пассивных элементов.

2.2.3. Основные характеристики.

2.2.4. Области применения. Перспективы развития.


Тема 2.3. МНОГОКРИСТАЛЬНЫЕ МОДУЛИ НА ОСНОВЕ ТОНКИХ ПЛЕНОК (MKM-D)

2.3.1.Технология MKM-D как дальнейшее развитие технологии высокоинтегрированных МКМ на основе тонких пленок.

2.3.2. Конструктивно-технологические особенности. Предельные возможности технологии.

2.3.3. Частотные характеристики.

2.3.4. Перспективы развития.


Тема 2.4. МНОГОКРИСТАЛЬНЫЕ МОДУЛИ НА ОСНОВЕ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ОКИСЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ (МКМ-А)

2.4.1.Технология МКМ-А как принципиально новая технология гибридных интегральных микросхем на основе электрохимического процесса окисления вентильных металлов, преимущественно алюминия.

2.4.2. Конструкция и технологические особенности создания многоуровневых систем межсоединений. Локальное окисление металлов. Маскирование в технологии МКМ-А.

2.4.3. Методы формирования пассивных элементов и ме­тоды их встраивания в объем многоуровневой системы межсоединений.

2.4.4. Особенности монтажа бескорпусных активных элементов в технологии МКМ-А.

2.4.5. Характеристики и перспективы развития технологии.


Раздел 3. СБОРКА И ИСПЫТАНИЯ МКМ


Тема 3.1. СБОРКА МКМ

3.1.1.Монтаж активных и пассивных элементов. Пайка припоями, стек­лами и металлическими сплавами.

3.1.2.Основное оборудование для сборки. Корпусирование.


Тема 3.2. ОСНОВНЫЕ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ И КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МКМ

3.2.1. Плотность межсоединений. Плотность сборки.

3.2.2. Удельная рассеиваемая мощность. Предельная рабочая частота синусоидального и цифрового сигналов.

3.2.3. Многопараметрическая характеристика как интегральный метод сравнения различных технологий.

3.2.4. Выход годных. Стоимость и себестоимость изготовления МКМ.


Тема 3.3. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ МКМ