Разработка конструкции и технологии изготовления полупроводниковой интегральной микросхемы (категория РЭА – на открытом воздухе)

Введение

Приборостроение развивается в нашей стране настолько интенсивно, что простые полупроводниковые приборы перестают удовлетворять: они дороги, недостаточно надежны и потребляют слишком много электроэнергии. На смену пришла микроэлектроника, производящая полупроводниковые интегральные микросхемы, где внутри полупроводникового материала создается группа резисторов, диодов, транзисторов и конденсаторов, совместно (интегрально) выполняющих какую-либо функцию. Такой прибор, называемый полупроводниковой интегральной микросхемой может иметь размеры порядка 1 мм² и выполнять такие же функции, как блок, собранный из нескольких десятков радиоэлементов. На микросхемах работают современные электронные вычислительные машины и многие другие устройства, применяемые в народном хозяйстве для успешного решения проблем.

Главной особенностью конструирования ИС является тесная связь конструктивных решений с технологией изготовления элементов микросхем. Интегральная технология позволяет за одну непрерывную операцию получить одновременно все элементы функционального узла или схемы в единой конструкции. При такой технологии отсутствуют сборочные операции, процесс образования элементов схемы совмещен с процессом образования самой конструкции.

1.  Технические требования

В данной курсовой работе необходимо разработать конструкцию и технологию изготовления  полупроводниковой интегральной  микросхемы, представленной на чертеже ПТЭС 633100.001 Э3

Условия эксплуатации в части воздействия климатических и механических факторов регламентируются в ГОСТ 15150-69, ГОСТ 15543-70, ГОСТ 16962-72, ГОСТ 17799-72, ГОСТ 4401-73

Исходные данные:

1) Разрабатываемая микросхема имеет серийное производство;

2) Климатическое исполнение: 3

– влажный тропический климат с температурой более 20°С в сочетании с относительной влажностью более 80%, действующее на изделие в течение более 12 часов в сутки в течение более 2-х месяцев. Предельная рабочая температура +1…+45 (ТВ) (ГОСТ 15150-69).

3) Категория размещения на РЭА объекте: 1

– на открытом воздухе (ГОСТ 15150-69).

4) группа РЭА: 1

– стационарная электронная аппаратура (РЭС и ЭВМ) (ГОСТ 15150-69).

2.  Выбор технологии изготовления ИМС

Для нормальной работы ИМС необходимо, чтобы элементы или группы элементов были размещены в электрически изолированных друг от друга областях. Эти области должны иметь следующие электрические и физические свойства: напряжение пробоя изоляции более высокое, чем напряжение питания ИМС; малую паразитную емкость, небольшие токи утечки, высокую теплопроводность, близость коэффициента термического расширения (КТР) изолирующей области к КТР кремния, большую радиационную стойкость, малую площадь, отводимую под изоляцию.

Данная ИМС будет изготовлена по полупроводниковой технологии методом фотолитографии с изоляцией с помощью p-n переходов