Теоретические основы конструирования, технологии и надежности (стр. 12 )

Тема 2.3. МЕТОДЫ ФОРМИРОВАНИЯ КОНФИГУРАЦИИ ЭЛЕМЕНТОВ ИМС

Фотолитография. Фоторезисты (типы, основные характеристики). Фотошаблоны (техника изготовления, метки совмещения, способы экспонирования). Разрешающая способность фотолитографии (эффекты, ее ограничивающие). Техника проведения процесса (последовательность операций, оборудование, технологические режимы, материалы). Рентгенолитография (физика процесса, техника проведения, достоинства и недостатки процесса). Электронолитография (физика процесса, техника проведения, достоинства и недостатки процесса).

Тема 2.4. ТЕХПРОЦЕСС ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОНКОПЛЕНОЧНОЙ ИМС

Технологические маршруты изготовления тонкопленочных ИМС, содержащих резисторы и конденсаторы, с использованием фотолитографии.

Раздел 3. ТЕХНОЛОГИЯ ТОЛСТОПЛЕНОЧНЫХ ИМС

Толстые пленки. Назначение. Достоинства и недостатки толстых пленок в сравнении с тонкими. (рассеиваемая мощность, стабильность, диапазон и точность воспроизведения электрических характеристик элементов). Подложки. Материалы толстых пленок (виды, маркировка и состав паст). Трафареты (назначение, изготовление). Технологический маршрут изготовления толстопленочной ИМС (техника трафаретной печати, последовательность нанесения и температура выжигания паст).

Раздел 4. ТЕХНОЛОГИЯ СБОРОЧНЫХ ОПЕРАЦИЙ

Тема 4.1. СВАРНЫЕ И ПАЯНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Термокомпрессионная и ультразвуковая сварки при сборке ИМС (назначение, техника процессов, используемые материалы). Пайка выводов компонентов (припои, качество паяного соединения, металлизация контактных площадок).

Тема 4.2. МОНТАЖНЫЕ ОПЕРАЦИИ

Разрезание подложек на платы и пластин на кристаллы (скрайбирование). Методы монтажа компонентов и кристаллов («чипов») на плате ГИМС (крепление к плате, присоединение выводов к контактным площадкам). Монтаж платы ГИМС и кристалла полупроводниковой ИМС.

Тема 4.3. ГЕРМЕТИЗАЦИЯ ИМС

Методы герметизации ИМС (заливка компаундом, герметизация в корпусе). Типы корпусов (металлостеклянные, металлокерамические и пластмассовые) и герметизация ИМС в них.

Раздел 5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ИМС

Тема 5.1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНТЕГРАЛЬНЫХ БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ

Биполярные ИМС. Структура, топология и профиль легирования интегрального биполярного n-p-n–транзистора. Электрофизические характеристики областей (концентрация и подвижность носителей заряда, удельное сопротивление) и p-n–переходов (ширина обедненного слоя и потенциальный барьер); их связь с профилем легирования. Основные электрические характеристики (коэффициент усиления, граничная частота и напряжение пробоя) и их связь с топологией и профилем легирования биполярного транзистора. Интегральный латеральный p-n-p биполярный транзистор (структура и топология). Сравнение по электрическим характеристикам с n-p-n – транзистором.

Тема 5.2. РЕЗИСТОРЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ИМС

Конструкции (структура и топология) и их сравнительный анализ (обеспечиваемое сопротивление и его погрешность). Конструктивный расчет.

Тема 5.3. КОНДЕНСАТОРЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ИМС

Конденсаторы на основе р-n – перехода. Конструкции (структура и топология) и их сравнительный анализ (обеспечиваемые емкости, погрешности и рабочие напряжения). Конструктивный расчет. МДП-конденсаторы. Конструктивный расчет.

Тема 5.4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ

Полевые транзисторы с затвором на основе p-n – перехода и барьера Шоттки. Конструкция (структура и топология). Основные электрические характеристики (напряжение отсечки и крутизна) и их взаимосвязь с топологией и профилем легирования. Полевые транзисторы типа МДП. Конструкции (структура и топология) МДП-транзисторов с индуцированным и встроенным, p - и n-каналами. Основные электрические характеристики (пороговое напряжение и крутизна) и их связь с топологией и параметрами структуры (толщиной диэлектрика и степенью легирования подложки).

Раздел 6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ПЛЕНОЧНЫХ ИМС

Тема 6.1. РЕЗИСТОРЫ ПЛЕНОЧНЫХ ГИМС

Конструкции (топология) резисторов простой и сложной формы, их достоинства и недостатки. Связь конструкции и технологии изготовления. Подгоняемые резисторы (необходимость изготовления, топология и способ подгонки). Конструктивный расчет.

Тема 6.2. КОНДЕНСАТОРЫ ПЛЕНОЧНЫХ ГИМС

Конструкции (топология). Связь конструкции и технологии изготовления. Конструктивный расчет.

Раздел 7. ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ИМС

Тема 7.1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТОПОЛОГИИ ИМС

Коммутационная схема (схема расположения). Технические требования и технологические ограничения (минимальные размеры и расстояния между элементами, метки совмещения) при разработке топологии.

Паразитные емкости. Оценка их влияния на работоспособность ИМС. Расчет и способы их уменьшения.

Тема 7.2. АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИИ ИМС

Оценка теплового режима и его связь с конструкцией ИМС (способом герметизации).

Расчет надежности ИМС и ее связь с условиями эксплуатации (электрическая нагрузка, внешние воздействия).

Раздел 8. СХЕМОТЕХНИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИМС

Тема 8.1. МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИОДОВ

Математические модели и эквивалентные схемы диодов. Малосигнальная, шумовая и температурная модели диода. Параметры математических моделей диодов и методики их экспериментального определения.

Тема 8.2. МОДЕЛИРОВАНИЕ БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ

Математические модели и эквивалентные схемы биполярного транзистора для разных режимов работы и функционального назначения ИМС. Математическая модель биполярного транзистора для режима большого сигнала. Малосигнальная, шумовая и температурная модели биполярного транзистора. Параметры математических моделей биполярного транзистора и методики их экспериментального определения.

Тема 8.3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ

Математическая модель полевого транзистора с управляющим р-n – переходом (ПТУП). Модели большого и малого сигналов. Шумовая и температурная модели. Параметры математической модели ПТУП и методики их экспериментального определения. Математические модели МДП- транзистора. Модели большого и малого сигналов, первого, второго и третьего уровней. Шумовая и температурная модели. Параметры математической модели МДП-транзистора и методики их экспериментального определения.

Тема 8.4. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СХЕМОТЕХНИЧЕСКОГО

ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Программа SPICE. Правила составления входного файла. Описание схемных элементов. Режимы моделирования. Директивы входного файла.

Раздел 9. НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ИМС

Тема 9.1. БИПОЛЯРНО –ПОЛЕВЫЕ ИМС

Однокристальные биполярно-полевые ИМС. Достоинства. Конструктивно-технологические особенности. Фукционально-интегрированные биполярно-полевые элементы.

Тема 9.2. ПРОГРАММИРУЕМЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ ИМС (ПЛИМС)

Достоинства. Область применения. Конструктивно-технологические особенности. Основы проектирования ИМС на основе ПЛИМСов.

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

1. Исследование процессов диффузионного легирования и термического окисления.

2. Исследование процесса ионного легирования.

3. Исследование взаимосвязи конструктивно-технологических и электрических параметров биполярного транзистора.

4. Исследование взаимосвязи конструктивно-технологических и электрических параметров полевых транзисторов.

5. Температурные исследования параметров элементов полупроводниковых ИС.

6. Исследование тонкопленочных резисторов сложной формы.

7. Изучение конструкций гибридных ИМС.

8. Проектирование топологии ИМС.

9. Схемотехническое проектирование ИМС.

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ КУРСОВЫХ РАБОТ

1. Разработка конструкции и технологии изготовления ИМС усилителя низкой частоты.

2. Разработка конструкции и технологии изготовления ИМС логического элемента.

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ КОМПЬЮТЕРНЫХ ПРОГРАММ

1.  Моделирование диффузионного легирования и термического окисления.

2.  Моделирование ионного легирования.

3.  Моделирование биполярного транзистора.

4.  Моделирование полевого транзистора с управляющим р-n – переходом.

5.  Моделирование МДП-транзистора.

6.  Программа SPICE.

ЛИТЕРАТУРА

ОСНОВНАЯ

1. Коледов и конструкции микросхем, микропроцессоров и микросборок: Учебник для вузов. - М.: Радио и связь, 1989.

2. Черняев производства интегральных микросхем и микропроцессоров: Учебник для вузов. 2-изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1987.

3. Матсон и технология микросхем: Учеб. пособие. - Мн.: Выш. шк., 1985.

4. Конструирование и технология микросхем. Курсовое проектирование: Учеб. пособие для вузов/ и др.; Под ред. . - М.: Высш. шк., 1984.

5. , Крыжановский пособие по конструированию микросхем. – Мн.: Выш. шк., 1982.

6. Микроэлектроника: Учеб. пособие для втузов. В 9 кн./Под ред. . Кн. 5: Качество и надежность интегральных микросхем/ . - М.: Высш. шк., 1987.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ

1. Теория и применение новых транзисторов. – Л.: Энергия, 1975.

2. Кремниевые и планарные транзисторы / Под ред. . - М.: Сов. радио, 1973.

3. , Мочалкина и конструирование ИМС: Учеб. пособие для вузов. - М.: Радио и связь, 1992.

4. Парфенов микросхем: Учеб. пособие для вузов. – Высш. шк., 1986.

5. Пономарев и расчет микросхем и микроэлементы ЭВА: Учебник для вузов. - М.: Радио и связь, 1982.

6. Программа и методические указания к курсовому проектированию по курсу «Проектирование и производство интегральных микросхем»/, , . - Мн.: БГУИР, 1998.

7. Лабораторный практикум по курсу « Проектирование и производство интегральных микросхем»/, . – Мн: БГУИР, 1998.

Утверждена

УМО вузов Республики Беларусь

по образованию в области информатики

и радиоэлектроники

« 03 » июня 2003 г.

Регистрационный ТД-39-061/тип

ЭЛЕКТРОРАДИОЭЛЕМЕНТЫ И УСТРОЙСТВА

ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ

Учебная программа для высших учебных заведений