Теоретические основы конструирования, технологии и надежности (стр. 11 )

45. , и др. Инструкция к пакету программ расчета теплового режима, вибропрочности, надежности, технологичности РЭУ и трансформатора по дисциплине "Конструирование и микроминиатюризация РЭУ" для студ. спец. "Конструирование и технология радиоэлектронных средств". - Мн.: МРТИ, 1991.

46. и др. Надежность приборов и систем управления. - Л.: Машиностроение, 1975.

47. Авиационная акустика/ Под ред. . - М.: Машиностроение, 1981.

48. Устройства электропитания бытовой РЭУ. - М.: Радио и связь, 1991.

49. Реферативный журнал. 24. Радиотехника. 24 Д. Проектирование, конструирование, технология и оборудование для радиотехнического производства. 1991, № 11.

50. Обмен опытом в радиопромышленности. Конструкторская документация: техническое задание. Рекомендации по составлению технического задания и

проведению конструкторского анализа: Справочно-учебно-метод. пособие для студ. спец. "Конструирование и производство РЭУ"/ Под ред. , . - Мн.: БГУИР, 1994.

51. , и др. Методическое пособие и сборник заданий для курсового проектирования и лабораторно-практических заданий для студентов специальности "Конструирование и производство РЭУ" (с приложением). - Мн.: МРТИ, 1992.

52. , и др. Методическое пособие по разработке печатного монтажа. Сборник заданий для конструкторского практикума для студ. спец. "Конструирование и производство РЭУ". - Мн.: МРТИ, 1993.

53. Конструирование радиоэлектронных средств: Учеб. пособие для студ. спец. "Конструирование и технология радиоэлектронных средств"/ , , и др.; Под ред. . - Мн.: МРТИ, 1984.

Утверждена

УМО вузов Республики

Беларусь по образованию в области

информатики и радиоэлектроники

« 03 » июня 2003 г.

Регистрационный № ТД-39-062/тип.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ

Учебная программа для высших учебных заведений

по специальностям

I-39 02 02 Проектирование и производство радиоэлектронных средств,

I-39 02 01 Моделирование и компьютерное проектирование

радиоэлектронных средств

Согласована с Учебно-методическим управлением БГУИР

« 28» мая 2003 г.

Составитель:

, доцент кафедры радиоэлектронных средств Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», кандидат технических наук

Рецензенты:

, доцент кафедры электронно-вычислительных средств Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», кандидат технических наук;

Кафедра общетехнических дисциплин Учреждения образования «Минский государственный высший радиотехнический колледж» (протокол № 4 от 01.01.2001 г.);

Кафедра информатики Учреждения образования «Минский государственный высший радиотехнический колледж» (протокол № 9 от 01.01.2001 г.)

Рекомендована к утверждению в качестве типовой:

Кафедрой радиоэлектронных средств Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол № 12 от 01.01.2001 г., протокол № 9 от 01.01.2001 г.);

Научно-методическим советом по группе специальностей I-39 02 Конструкции радиоэлектронных средств УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол №1 от 01.01.2001 г.)

Разработана на основании Образовательного стандарта РД РБ 02100.5.105-98.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Типовая программа «Проектирование интегральных микросхем» разработана в соответствии с Образовательным стандартом РД РБ 02100.5.105.-98 для специальностей I-39 02 01 Моделирование и компьютерное проектирование радиоэлектронных средств, I-39 02 02 Проектирование и производство радиоэлектронных средств высших учебных заведений. Она предусматривает изучение вопросов проектирования и производства интегральных микросхем (ИМС) различного конструктивно-технологического исполнения и функционального назначения, предназначенных для создания на их базе современных радиоэлектронных средств (РЭС). Целью изучения дисциплины является приобретение знаний и навыков в области проектирования, производства и применения ИМС.

В результате освоения дисц. «Проектирование интегральных микросхем» студент должен:

знать:

- принципы проектирования ИМС и методики конструктивного расчета элементов и фрагментов ИМС широкого функционального назначения;

- принципы, методы и средства реализации технологических процессов и маршрутов производства ИМС;

- взаимосвязь функциональных, конструктивных и технологических параметров ИМС;

- основы контроля электрических характеристик элементов ИМС;

-основы обеспечения работоспособности ИМС при воздействии внешних дестабилизирующих факторов;

-основные критерии качества ИМС и их взаимосвязь с конструктивно-технологическими параметрами;

- основные требования к оформлению конструкторской и технологической документации на производство ИМС;

- перспективы совершенствования ИМС как элементной базы радиоэлектронных средств;

уметь характеризовать:

- достоинства и недостатки различных вариантов конструктивного исполнения элементов и ИМС в целом, а также технологических операций и маршрутов их изготовления;

уметь анализировать:

- техническое задание на проектирование ИМС и грамотно определять ее конструктивно-технологическое исполнение;

- результаты исследований и моделирования характеристик ИМС;

приобрести навыки:

- компьютерного проектирования элементов, технологии и электрических характеристик ИМС;

- измерения электрических характеристик и определения параметров электрических моделей элементов ИМС;

-  разработки конструкторской и технологической документации на производство ИМС.

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Введение

Преимущества современных РЭС на основе ИМС по сравнению с РЭС предшествующих поколений по основным критериям качества ( надежность, ремонтопригодность, энергопотребление, габаритные размеры, вес и т. д. ). Области применения ИМС. Достижения микроэлектроники.

Терминология (интегральная микросхема и технология, степень интеграции, подложка, плата, кристалл, элемент и компонент).

Классификация ИМС по конструктивно-технологическим признакам. Полупроводниковые (биполярные и МДП) ИМС и гибридные (тонкопленочные и толстопленочные) ГИМС. Сравнение и выбор оптимального конструктивно-технологического варианта ИМС по критериям: функциональное назначение, обеспечение электрических характеристик (частотные характеристики), рассеиваемая мощность, надежность и экономическая рентабельность.

Раздел 1. ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ИМС

Тема 1.1. МАТЕРИАЛЫ

Материалы полупроводниковых пластин (кремний и арсенид галлия), их основные электрофизические характеристики. Типы полупроводниковых пластин и их обозначение.

Тема 1.2. ЭПИТАКСИЯ

Физика процесса. Назначение. Основные методы и техника проведения (оборудование, технологические режимы, химические реакции, поли - и монокристаллический кремний). Легирующие примеси и типы электропроводности. Диффузанты. Распределение легирующих примесей по толщине (профиль легирования). Толщина и удельное сопротивление эпитаксиальных слоев, методы их контроля. Достоинства и недостатки процесса.

Тема 1.3. ФОРМИРОВАНИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПЛЕНОК

Использование диэлектрических пленок в технологии и конструкции полупроводниковых ИМС (пассивирующие, изолирующие, маскирующие и требования к их параметрам). Нитридные и оксидные пленки кремния. Термическое окисление кремния (способы, техника проведения, характеристики пленок, достоинства и недостатки). Химическое осаждение диэлектрических пленок (способы, техника проведения, достоинства и недостатки).

Тема 1.4. ДИФФУЗИОННОЕ ЛЕГИРОВАНИЕ

Физика процесса. Назначение. Диффузанты (агрегатное состояние, достоинства и недостатки). Оборудование (устройство диффузионной печи). Способы диффузии («загонка» и «разгонка»), технологические режимы (температура и время) и профили легирования. Достоинства двухстадийной диффузии (воспроизводимость параметров и маскирование). Достоинства и недостатки диффузионного легирования.

Тема 1.5. ИОННОЕ ЛЕГИРОВАНИЕ

Назначение. Ионная имплантация (ИИ). Физика процесса. Устройство и принцип действия установки ИИ. Источники ионов. Маскирующие пленки. Доза и энергия ИИ и их влияние на профиль легирования. Послеимплантационный отжиг. Достоинства и недостатки ионного легирования.

Тема 1.6. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАРШРУТЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИПОЛЯРНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ИМС

Методы изоляции элементов и технологические маршруты (пооперационный техпроцесс) изготовления полупроводниковых биполярных ИМС: с разделительной диффузией, с диэлектрической изоляцией (эпик-процесс и кремний на сапфире), с комбинированной изоляцией (изопланар). Сравнение техпроцессов по критериям: сложность и процент выхода годных, степень интеграции (размеры элементов), качество изоляции (токи утечки и паразитные емкости).

Тема 1.7. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАРШРУТЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МДП ИМС

Технологические маршруты изготовления МДП ИМС: с алюминиевым затвором и с поликремниевым затвором (сравнение по размерам элементов и паразитным емкостям), К-МДП ИМС.

Раздел 2. ТЕХНОЛОГИЯ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ ИМС

Тема 2.1. МАТЕРИАЛЫ

Назначение тонких пленок в полупроводниковых и гибридных ИМС. Материалы подложек. Материалы тонких пленок (резистивные, проводящие, диэлектрические). Удельное сопротивление квадрата резистивной и удельная емкость диэлектрической пленок. Адгезия пленок.

Тема 2.2. НАПЫЛЕНИЕ ТОНКИХ ПЛЕНОК В ВАКУУМЕ

Назначение вакуума. Степени вакуума. Средства откачки вакуума (форвакуумный механический и паромасляный диффузионный насосы, принципы работы и достижимые степени вакуума). Средства контроля вакуума (ионизационный и термопарный манометры, принципы работы). Методы напыления тонких пленок в вакууме: термическое испарение, катодное и ионно-плазменное распыление (способы испарения и распыления материалов, устройство вакуумной камеры и техника процессов в ней). Реактивное распыление (техника процесса). Достоинства и недостатки методов (возможность напыления тугоплавких и диэлектрических пленок, чистота и адгезия пленок, степени вакуума).