Звоните! 
 (926)274-88-54 
 Бесплатная доставка. 
 Бесплатная сборка. 
Ассортимент тканей

График работы:
Ежедневно. С 8-00 до 20-00.
Почта: soft_hous@mail.ru
Читальный зал -->  Электронные вычислительные машины 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 [ 52 ] 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69

тирование их значительно проще. Они являются ремонтопригодными и наиболее полно используют преимущества пленочно!! и полупроводниковой технологии.

Новым направлением по созданию устройств для обработки, передачи и хранения информации является функциональная микроэлектроника. Она обладает большими возможностями для сокращения размеров и повышения надежности микросхем.

Функциональная микроэлектроника позволяет реализовать требуемую функцию элемента, основываясь непосредственно на физических явлениях в твердом теле. В этом случае объему твердого тела придаются такие свойства, которые необходимы для выполнения заданной функции.

19.2. Большие интегральные схемы

Большие интегральные схемы изготовляют] на основе наиболее перспективных методов, за, которыми традиционно установились названия; реализуемых логических! структур (например, технология N-M.OU, технология /С-МОП и др.). Все известные структуры и технологические процес- сы изготовления БИС Рис. 19.1. Униполярные структуры полупровод- можно разделить На две

никовых интегральных микросхем: ,.

Р.М0П: б- П; в -/С-МОП: г-КНС; ГруППЫ: уНИПОЛЯрНЫе И а -ДМОП; е-VMOH; / - кремниевый затвор бИПОЛЯрНЫе.

Униполярные структуры. Они имеют высокую плотность компоновки и меньшее быстродействие, а биполярные-меньшую плотность компоновки, но большее быстродействие. В рамках каждой группы имеется ряд различных структур и технологических процессов их изготовления.

Основными видами униполярных структур являются (рис. 19.1, а - е): 310


структуры с кремниевым затвором 1 (Р-МОП) и нитридом кремния под затвором (Л-МОП) позволяют уменьшить пороговое напряжение;

Комплементарная (iC-МОП), с кремнием на сапфире (КНС), с двойной диффузией (ДМОП), с V-образной канавкой (VMOH) имеют высокое быстродействие.

ф Примечание. Высокое быстродействие структур ДМОП и УМОП достигается уменьшением длины канала под затвором.

Биполярные структуры. Эти структуры имеют следующие разновидности (рис. 19.2):

а) Б 9 <?5 оЛ

\ N* \ \ N* \ [

транзисторно-транзисторная логика (ТТЛ); интегральная инжекционная логика (ИЛ); структура с эмит-тернымн связями (ЭСЛ). Сравнительная характеристика полупроводниковых структур приведена в табл. 19.1.

При построении БИС наиболее широко применяют структуры (технологии) yv-Mon и ИЛ.

Для выполнения внутрисхемных соединений используют методы избирательного монтажа, фиксированных соединений и микроматрич-ный метод.

Метод избирательного монтажа (рис. 19.3). Прн этом методе на общей пластине создается большое ЧИС- р с. 19.2. Биполярные структуры полупро-ЛО элементарных схем. Вну- водннковыу интегральных микросхем: ТрНС.ХеМНЫе соединения вы- а-ТТЛ; б-ИЛ; в-ЭСЛ

полняют металлизацией одновременно с созданием контактных площадок. Последние необходимы для проверки каждой схемы. В дальнейшем используют только годные схемы. Информацию о расположении годных и дефектных ячеек вводят в ЭВМ. В машину вводят также характеристики заданной БИС и основные требования к рисунку межсхемных соединений. Машина строит рисунок соединений, воспроизводимый затем на экране электронно-лучевой трубки и проецируемый на светочувствительный материал, из которого изготовляют фотошаблон. Таким же способом изготовляют комплект фотошаблонов для второго и третьего уровней металлизации.



После выполнения первого уровня ! еталлизации на пластину наносят изоляционный слой, в котором вытравливают окна, обнажающие контактные площадки. Поверх изоляционного слоя напыляется рисунок межсхемных соединений (второй слой металлизации) и образуются контакты с участками металлизации первого уровня. При этом получается заданная конфигурация схемы, позволяющая выполнять требуемую функцию. Используя различный рисунок межсоединений второго уровня, можно на основе одной и той же базовой пластины получать устройства, выполняющие

Таблица 19.1

Параметры

Число процессов

Полупроводниковые структуры

площадь вентиля, 10-3 мк

мощность рассеяния, мВт

задержка, ис

фотолитографии

диффузии

Удобство сопряжения с внешними

схемами

Р-МОП

Л-МОП

л-моп

ЭСЛ №Л

5...7,5

3,7... 5 6,2 ...18,7

12,5 ...37 12,5 ...31 2,5 ... 3,7

2...3

0,2 ... 0,5 < 0,001

1 ...3 5 ... 15 0,2

40 ... 100 15... 50

3... 10 0,5... 0,2 5

8...9 5...7

4 1 4...5 1 3...4

Плохое Удовлетворительное

Отличное

Хорошее

различные функции. Например, логические элементы, расположенные на кристалле, можно объединить в сдвиговый регистр или в схему сумматора. Затем наносят еще один слой изоляции, в котором вытравливают окна, открывающие в нужных местах металлизацию второго уровня. Поверх нового слоя изоляции напыляется рисунок вертикальных межсоединений (металлизация третьего уровня) и образуются контакты с металлизацией второго уровня.

Большинство БИС изготовляют на основе алюминиевой металлизации. В качестве изолирующего слоя используют диоксид кремния Si02 или алюминия АЬОз. Изоляция на основе диоксида кремния отличается простотой выполнения. Однако процент выхода годных схем невысок, так как в процессе распыления кварца образуется большое число микроотверстий, что приводит к замыканию между слоями. Лучшими изолирующими свойствами обладают пленки на основе оксидов алюминия. Изолирующий слой ai2o3 не имеет проколов и позволяет получить гладкую поверхность. Схема трехслойной изоляции приведена на рис. 19.4.

Метод избирательного монтажа основан на использовании только годных ячеек в пластине, поэтому каждая БИС будет иметь, свой рисунок межсоединений. Это объясняется тем, что практиче-< ски не будет пластин с одинаковым числом дефектных ячеек, pac-i положенных на одних и тех же местах.

Пластина с отдель - ными элементами

Первый изоли рушщии слой, с вытравлен\ ными в нем -окнами

КПервый уровенё\ металлизации уТ

Проверка правильности , \Функциониро8цния\ \кожВой ячейки J

Функций , мольные {требования к БИС

Основные правила проектирования системы меж-\ соединений

Карта рас положения исправных и дефектных ячеек


Вычислительная машина

Цифра-а на па-гоВый преобразователь

Электронно- лучевая система, формирующая изооражение фаташоЕлона

Комллект фата шаблонов для изготовления Межсоединений -

Второй изолирующий слой с вытрав ленными в нем окнами

ГВтарой уровень\ \металлизации J

/пластина 1с системой [межсоединений] Второго уровня

Третий изолирующий слой с вытравленными в нем окнами

КТретий ураВень\ металлизации J


(Приемочный \контроль

Рис. 19.3. Последовательность выполнения основных операций изготовления БИС по методу избирательного монтажа

Проверка отдельных схем представляет собой трудоемкую и дорогостоящую операцию, но эти затраты оправдываются, так как предварительная проверка каждой схемы облегчает контроль всего устройства. При этом получается высокий процент выхода БИС, поскольку при изготовлении соединений используются только год-



ные ячейки. Окончательный процент брака определяется процессами второго и третьего уровней металлизации и двух последних слоев изоляции.

Недостатком метода избирательного монтажа является наличие контактных площадок для проверки каждой элементарной схемы, что существенно уменьшает полезную площадь пластины и вызывает значительное снижение плотности компоновки.

Другим недостатком является необходимость добиваться 100%-ного выхода годных схем при второй и третьей металлизациях. Так

как технологический процесс еще не может этого обеспечить, то средства, израсходованные на некоторые предыдущие операции (включая и дорогостоящее машинное время), окажутся потерянными. Уникальность применяемых фотошаблонов сводит на нет экономический эффект от применения групповых методов производства.

Метод фиксированных соедине-


Рис. 19.4. Трехслойная изоляция полупроводниковых интегральных

микросхем. mClUA lJnI-n#vl.l.. .. ~-------

ТмГтГТ-- ГД,й сГйТиэлек- НИИ. Мстод монтажа с фиксирован-

трика (SiO;); 3 - первый слой метал- j рИСуНКОМ МеЖСОбДИНеНИЙ ПОЗ-

лизации; 4 - второй слой диэлектрика f J

(стекло); 5 - второй слой Металлнза- ВОЛЯбТ ПОЛНОСТЬЮ ИСПОЛЬЗОВЗТЬ ВОЗ-

ции; - третий слой диэлектрика; 7- rrnmnnnuiv атоппи ппп.

третий слой металлизации МОЖНОСТН ГруППОВЫХ МбТОДОВ ПрО-

изводства. Они основаны на том, что все элементарные схемы считаются годными, а проверка производится после заключительной операции металлизации. Так как промежуточная проверка исключена, то контрольные контактные площадки не изготовляются и требуемая площадь пластины уменьшается. Схемы изготовляются на относительно небольших кристаллах, что обеспечивает высокий процент выхода годных схем.

Однако выполнение условия 100%-ного выхода годных элементов для БИС на больших пластинах практически невозможно и метод монтажа с фиксированным рисунком реализуют на пластинах небольших размеров.

Микроматричный метод. Он позволяет проектировать систему с фиксированной разводкой без учета 100%-ного выхода элементов на пластине. При этом методе используют однотипные микроматрицы с элементарными ячейками. Каждая ячейка состоит из набора элементов, объединенных первым слоем металлизации. Вторым и последующими слоями металлизации ячейки объединяются в микроматрицу. Путем введения избыточности ячеек всегда можно получить требуемую структуру БИС.

Основной причиной брака прн производстве БИС является несовершенство материалов и основных технологических процессов. Особое место занимает проблема надежного травления большого

Процессор

ЦАП а схеиы управления лццои

/сходных чайных

-1-

>

числа окон, обеспечивающих соединения между слоямй(посколь-ку отказ одного контакта делает негодной всю схему). Наиболее важными и быстро развивающимися технологическими направлениями изготовления БИС являются методы электронно-лучевой литографии и сухого анизотропного травления. Новые методы литографии с высокой разрешающей способностью позволяют получать рисунки с субмикронными размерами.

Методы электронно-лучевой литографии (ЭЛЛ). Для формирования топологического рисунка схемы применяют различные резисты, чувствительные к электронному, рентгеновскому и ультрафиолетовому излучениям. Получение топологического рисунка на пластине, покрытой резистом, может производиться путем последовательного экспонирования каждого элемента схемы сканирующим лучом или методом репродуцирования.

Получение топологического рисунка путем экспонирования каждого элемента схемы сканирующим лучом. В основе ЭЛЛ сканирующим лучом (рис. 19.5) лежит перемещение луча по поверхности пластины, покрытой резистом. Под действием электронного луча происходит экспонирование резиста. Проявлением удаляется экспонированная часть (позитивный резнет) или неэкспонированная часть (негативный резнет). Для формирования топологического рисунка схемы с субмикронными размерами элементов необходимо иметь электронное пятно диаметром 0,02 ... 0,05 мкм, что достигается системой фокусирования и конструкцией электронной пушки. Перемещение луча в области сканирования должно подчиняться линейному закону без гистерезиса и нарушения размеров и формы пятна, которое должно точно перемещаться в заданную точку в соответствии с сигналом отклонения. Для обеспечения фиксированного положения электронного луча относительно столика используются метки совмещения, которые представляют собой участки поверхности, отличающиеся по своим характеристикам рассеяния электронов от остальной поверхности. Метки совмещения выполняются в виде углубления в кремнии, выступа в ЗЮг; V-образной канавки. Изменение потока отраженных электронов (вторичная элек-

Рис. 19.5. Схема электроннолучевой тографни:

/ - электронная пушка; г - электрод запирания луча; 3 - фокусирующая катушка; 4 - отклоняющая система; 5 - электронный луч; 5 - полупроводниковая пластина; 7 - метки совмещения; в - кристалл (элементарная схема)



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 [ 52 ] 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69



ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.


Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы
.