|
| |
 |
Электронные компоненты Мануалы технология конструкции микросхем Микроэлектроника как современное направление проектирования и производства электронной аппаратуры различного назначения является катализатором научно-технического прогресса. Автоматизация производств, создание гибких перестраиваемых роботизированных систем, развитие автономных систем немыслимы без применения интегральных микросхем, микропроцессоров и микросборок. Технология изготовления изделий микроэлектроники обеспечивает в первую очередь высокий уровень производительности труда, комплексную микроминиатюризацию электронной аппаратуры связи, автоматики, вычислительной техники и вбирает в себя передовой опыт и достижения многих отраслей науки и техники: от физики взаимодействия атомных и ядерных частиц с веществом до микрометаллургии и прецизионной химической технологии. Данный учебник предназначен для студентов вузов специальностей «Конструирование и технология электронных вычислительных средств» и «Конструирование и технология радиоэлектронных средств», а также для студентов смежных специальностей электронной и вычислительной техники, приборостроения и автоматики при изучении ими курсов по основам микроэлектроники. Учебник состоит из двух частей. В первой рассмотрены изделия микроэлектроники как объект производства в их историческом развитии и как совокупность миниатюрных связанных между собой электрорадиоэлементов. Даны понятия о конструктивной, схемотехнической и функциональной интеграции этих элементов, прослежена связь функциональных характеристик элементов интегральных микросхем с конструктивно-технологическими вариантами их исполнения. Во второй части подробно рассмотрены технологические маршруты производства микросхем различного исполнения, вопросы их анализа и синтеза как необходимой совокупности и последовательности технологических операций. Уделено внимание обеспечению эффективности производства, повышению качества микросхем, проанализированы современные конструкции изделий микроэлектроники с точки зрения их использования в аппаратуре. Изложено содержание технологических операций и принципы работы современного технологического оборудования. Учебник написан на основе многолетнего опыта чтения автором аналогичного курса на кафедре микроэлектроники Московского института электронной техники. ВВЕДЕНИЕ Электроника - это наука о формировании и управлении потоками электронов в устройствах приема, передачи, хранения и обработки информации. В основе работы электронных приборов лежат фундаментальные законы поведения носителей тока в электрических магнитных полях, в вакууме, в разреженных газах и твердых телах. Электронные приборы и устройства используются в аппаратуре связи, автоматики, вычислительной и измерительной техники, приборостроении. Электронная промышленность, научной основой развития которой Являются достижения электроники, серийно производит вакуумные, газоразрядные, полупроводниковые, фотоэлектронные, пьезоэлектрические, криоэлектронные и квантовоэлектрон-ные приборы. Начиная с 60-х годов особое место в номенклатуре изделий электронной промышленности занимают интегральные микросхемы, микропроцессоры и микросборки - микроминиатюрные электронные изделия, составляющие основу элементной базы микроэлектронной аппаратуры. Создание микроэлектронной аппаратуры явилось результатом процесса комплексной микроминиатюризации электронно-вычислительных средств, аппаратуры связи, устройств автоматики. Этот процесс возник в связи с потребностями развития промышленного выпуска изделий электронной техники на основе необходимости резкого увеличения масштабов их производства, уменьшения их массы, занимаемых ими объемов, повышения их эксплуатационной надежности. Принятая ныне техническая политика, направленная на широкую роботизацию, на создание гибких автоматизированных производств, на ускорение научно-технического прогресса и усиление его роли в хозяйственной жизни отводит особое место микроэлектронике как средству и материальной базе реализации целевых программ в области автоматики и робототехники, вычислительной техники, механизации и автоматизации ручных операций во всех отраслях промышленности. В Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986... 1990 годы и на период до 2000 года поставлена задача значительно расширить в приборах и средствах автоматизации применение элементной базы повышенной надежности и быстродействия, микросхем большой функциональной сложности и высокой степени интеграции. Особая роль отводится микроэлектронике в развитии вычислительных средств, поскольку умелое, широкое использование электронно-вычислительной техники - один из важнейших факторов происходящей научно-технической революции. Важным шагом в этом направлении было создание микропроцессора. Микропроцессор состоит из операционного и управляющего устройств и предназначен для автоматического выполнения последовательности операций по записанной в оперативной или постоянной памяти программе, которая может изменяться. Программное управление обеспечивает широкую логическую гибкость, т. е. возможность использования микропроцессора для выполнения различных функций, поскольку с изменением программы работы изменяется функционирование процессора. Микропроцессор может выполняться в виде одной большой интегральной схемы (БИС) или нескольких функционально законченных БИС. При построении простейших контроллеров и других устройств с ограниченными функциями и разрядностью эффективны однокристальные микропроцессоры, выполненные в виде одной большой полупроводниковой микросхемы. В более сложных вычислительных системах они оказались малоэффективными из-за ограничений по функциональной полноте, низкой производительности и небольшой вычислительной мощности. Это привело к созданию многокристальных микропроцессоров, т. е. к расчленению процессора на несколько БИС, которые в сумме по функциональной сложности и разрядности удовлетворяют требованиям, предъявляемым к процессору мощной унифицированной ЭВМ. Такие БИС получили название микропроцессорных секций, а их совокупность - микропроцессорного комплекта. Логическая структура и возможности микропроцессоров (разрядность и объем функций, система команд, количество магистралей при соединении микропроцессоров между собой и с периферийным оборудованием) определяются достижениями технологии. Развитие микроэлектронной технологии играет ведущую pojjb в развитии микроэлектроники. Часть I. ИЗДЕЛИЯ МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ КАК ОБЪЕКТ ПРОИЗВОДСТВА Глава 1. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ: ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ, ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ 1.1. СОДЕРЖАНИЕ И ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ Термин технология произошел от греческих слов техоп - искусство, мастерство, умение и Kojos - наука, т. е. переводится как наука о мастерстве. Этот термин многозначен. В широком смысле он означает совокупность приемов, методов и способов получения и переработки сырья, обработки материалов, полуфабрикатов или изделий, осу-ш,ествляемых с целью получения конечного продукта или изделия. Технология производства изделий микроэлектроники базируется на способах изменения формы, размеров, физических и химических свойств, состава и структуры исходных полупроводниковых и других материалов. Показателями эффективности технологии являются: удельный расход сырья на единицу продукции; процент выхода годных изделий и их качество; уровень производительности труда; затраты на производство и себестоимость продукции. В более узком смысле этим термином обозначают технологические операции, являющиеся частью процесса производства изделий, а также комплект технологической документации (маршрутные и технологические карты, технологические инструкции и т. п.), подробно описывающей этапы изготовления и позволяющей их воспроизвести. Именно в смысле передачи технологической документации говорят о передаче технологии. Наконец, технологией называется научная или техническая дисциплина, которая занимается выявлением сущности и закономерностей механических, физических, химических и других явлений с целью совершенствования существующей и разработки и внедрения в производство новой более эффективной технологии каких-либо изделий, например технология машиностроения, технология микроэлектроники, технология полупроводников. Производство изделий микроэлектроники включает определенный ряд последовательно и параллельно проводимых обработок - операций, выполняя которые постепенно из исходных материалов по- лучают готовые изделия. Технологическая операция - это законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте. Она характеризуется целенаправленным изменением исходного объекта (заготовки или полуфабриката) в процессе выполнения последовательных рабочих приемов - переходов. Технологическим переходом называется законченная часть технологической операции, характеризуемая постоянством применяемого инструмента и поверхностей, образуемых обработкой или соединяемых при сборке. В процессе выполнения каждой технологической операции происходят качественные изменения обрабатываемых объектов: полупроводниковый слиток превращается в пластины, форма пластин и их поверхности становятся геометрически более точными, затем пластины становятся более чистыми, в них формируются области определенного типа эл.ектропроводности и т. д. В зависимости от обрабатываемого объекта различают основные и вспомогательные технологические операции. Если обработке подвергаются объекты, которые при завершении производственного процесса преобразуются в требуемое изделие, то такие обработки относятся к основным операциям. Технологические операции, выполняемые над вспомогательными объектами, называются вспомогательными. К ним относятся, например, подготовка травителей, очистка оснастки, осушка газов. Вспомогательные операции являются частью производства и от качества их выполнения в не меньшей степени, чем от качества выполнения основных операций, зависит качество готовых изделий. Эффективным средством повышения качества и процента выхода годных микросхем является контроль отсутствия дефектов после выполнения технологических операций. Поэтому в технологический производственный процесс вводят контрольные операции. Количество контрольных операций определяется типом и сложностью изделий. Технология производства интегральных микросхем включает большое число разнообразных по своей физико-химической природе операций, проводимых в вакууме, газах, жидкостях и на воздухе. Количество операций в ряде случаев доходит до нескольких сотен. Технологический процесс - это часть производственного процесса, содержаиая действия по изменению и последуюиему определению состояния предмета производства. Технологический процесс изготовления микросхемы содержит определенное, по возможности оптимальное, число технологических операций, расположенных в определенной последовательности и обеспечивающих экономически обоснованное получение микросхем заданной конструкции с заданны.-ми электрофизическими параметрами. В массовом и серийном производстве применяют хорошо отработанные, проверенные типовые технологические процессы, доказавшие надежность микросхем в процессе эксплуатации. Такие технологические процессы характеризуются единством содержания и последовательности большинства технологических операций и переходов для группы изделий с общими конструктивными признаками. [ 0 ] 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 Унитазы производителей Россия в нашем магазине унитазов. |