22. Технология сборки микросхем. Коммутационные платы

СОДЕРЖАНИЕ КУРСА
Лекции 1-2
Введение
1. Выращивание объемных п/п монокристаллов
1.1. Получение кристаллов из жидкой фазы
1.1.1. Выращивание кристаллов из расплава
1.1.1.1. Методы нормальной направленной кристаллизации
1.1.1.2. Методы вытягивания кристаллов из расплава
1.1.1.3. Выращивание кристаллов методами зонной плавки
1.1.2. Выращивание монокристаллов из раствора
1.1.2.1. Испарение летучего растворителя.
1.1.2.2. Повышение концентрации летучего компонента в растворе.
1.1.2.3. Направленная кристаллизация пересыщенных растворов-расплавов.
1.1.2.4. Градиентная зонная плавка.
1.2. Выращивание кристаллов из газообразной фазы
1.2.1. Метод сублимации–конденсации
1.2.2. Метод химических реакций
1.2.3. Метод химического транспорта
2.Получение чистых полупроводниковых материалов
2.1. Кристаллизационные методы очистки
2.2. Методы и принципиальные возможности очистки кристаллизацией
2.3. Модификация метода очистки зонной плавкой
3. Получение и свойства кремния полупроводникового качества
4. Получение и свойства германия полупроводникового качества
5. Легирование полупроводниковых материалов
5.1. Легирование уже выращенных кристаллов.
5.2. Легирование объемных кристаллов в процессе выращивания из жидкой фазы
5.2.1. Первая группа методов выравнивания состава кристаллов
5.2.1.1.Механическая подпитка расплава твердой фазой
5.2.1.2. Механическая подпитка расплава жидкой фазой
5.2.1.3. Механическая подпитка расплава газовой фазой
5.2.2. Вторая группа методов выравнивания состава кристаллов (изменение условий выращивания)
6. Монокристаллические пленки
6.1. Эпитаксия.
6.2. Особенности гетероэпитаксии
6.3. Причины образования структурных дефектов
6.4. Методы эпитаксии:
6.4.1. Жидкостная эпитаксия.
6.4.2. Эпитаксия из газообразной фазы
6.4.2.1. Метод химических реакций
6.4.2.2. Метод газотранспортных реакций
6.4.3. Молекулярно-лучевая эпитаксия
6.4.3.1. Особенности легирования при МЛЭ
6.4.3.2. Перспективы развития
7. Окончательная обработка кремния
Лекция 3
8. Технохимические процессы подготовки подложек п/п пластин: виды загрязнений; отмывка;
химическая обработка; химико-динамическая обработка; электрохимическая обработка;
плазмохимическая обработка; другие методы вакуумной очистки поверхности.
Лекция 4
9. Литографические процессы.
9.1. Фотолитография: последовательность операций; подготовка поверхности; фоторезисты и их
свойства; нанесение фотослоя; сушка фоторезиста; изготовление фотошаблонов; совмещение и
экспонирование; проявление; травление; позитивная и негативная литография; субтрактивные и
аддитивные методы переноса рисунка; побочные эффекты при литографии.
9.2. Оптическая литография: контактная, бесконтактная и проекционная печать.
9.3. Получение наноструктур с помощью оптической литографии: фазосдвигающие маски;
многослойные резисты; использование и проблемы оптической литографии (эффект близости,
разрешение и профили краев элементов при субтрактивном переносе рисунка, отражение от
поверхности стоячей волны, эффект поверхностной топографии, внеосевое освещение);
иммерсионная литография; литография с двойной маской; литография со спейсерами.
9.3. Рентгеновская литография. Принципиальная схема установки для рентгеновской литографии.
Резисты для рентгеновской литографии. Шаблоны для рентгеновской литографии.
9.4. Литография с экстремальным ультрафиолетом
9.5. Электронно-лучевая литография. Проекционная электронно-лучевая литография. Система с
точной передачей размеров. Система с уменьшением изображения. Лучевые сканирующие системы.
Растровый и векторный способы перемещения пучка.
Лекция 5
10. Травление. Классификация методов травления.
10.1. Жидкостное химическое травление
10.2. Вакуумно-плазменные (сухие) методы травления
10.2.1. Ионное травление
10.2.2. Плазмохимическое травление
10.2.3. Реактивное ионное травление
10.3. Контроль процессов ПХТ.
10.4. Факторы, определяющие скорость и селективность травления. Контроль вытравливаемого
профиля края элемента Побочные эффекты при травлении. Анализ ключевых аспектов травления.
11. Двойной «Дамасцен» процесс.
Лекция 6
12. Чистые производственные помещения.
13. Технология "Кремний на изоляторе".
14. Диффузия примесей в полупроводник. Условия возникновения p-n-перехода. Диффузия из
постоянного внешнего источника и из конечного поверхностного источника. Рабочая камера
диффузионной печи.
15. Ионная имплантация. Эффекты, используемые в технологии СБИС. Рабочая камера установки
ионной имплантации.
16. Осаждение диэлектрических пленок и поликристаллического кремния. Оборудование.
Окисление кремния: термическое, пиролитическое, плазмохимическое. Свойства плазменных
окислов кремния. Осаждение диэлектрических пленок.
17. Быстрый термический отжиг.
Лекции 7-8
18. Основы толстоплёночной технологии: толстоплёночные пасты; трафаретная печать; вжигание.
19. Осаждение тонких пленок.
19.1. Напыление нейтральными частицами.
19.2. Напыление заряженными частицами: термическое напыление; термическое вакуумное
напыление; электронно-лучевое испарение; распыление ионной бомбардировкой; катодное
распыление.
20. Осаждение из газовой фазы
20.1. Классификация процессов ХОГФ функциональных слоев ИС
20.2. Классификация оборудования ХОГФ функциональных слоев ИС
20.3. Функциональные слои ИС, осаждаемые в процессах ХОГФ: кремний-германиевые
гетероструктуры; пленки нитрида и оксинитрида кремния; пленки диэлектриков с низкой
диэлектрической постоянной; пленки диэлектриков с высокой диэлектрической постоянной;
применение атомарно слоевого ХОГФ.
Лекция 9
21. Системы многоуровневой металлизации СБИС. Назначение и требования к металлизации.
Контактные слои для нанотехнологии. Барьерные слои для медной металлизации.
22. Технология сборки микросхем. Коммутационные платы микросборок. Тонкопленочные платы.
Тонкопленочные платы на основе анодированного алюминия. Толстопленочные платы. Платы на
основе многослойной керамики.
23. Крепление подложек и кристаллов: клеевые соединения; пайка стеклами; пайка металлическими
сплавами.
24. Электрический монтаж кристаллов ИС на коммутационных платах: проволочный монтаж;
ленточный монтаж; монтаж с помощью жестких объемных выводов; классификация BGA;
микросварка (термокомпрессионная сварка, сварка косвенным импульсным нагревом,
электроконтактная односторонняя сварка, ультразвуковая сварка).
25. Типы корпусов и технология их производства. Многокристальные сборки. Герметизация
крышки корпуса.
Лекция 10
26. Технологии изготовления СБИС. Основы технологии производства n-МОП СБИС. Основы
технологии производства КМОП СБИС. Технология производства биполярных СБИС
Лекция 11
27. Особенности технологического маршрута изготовления интегральных схем на основе GaAs и
полупроводниковых гетероструктур соединений группы А3В5
28. Основные методы создания наноструктур. Зондовые методы нанолитографии. Нанопечать
(наноимпринтинг). Сравнение нанолитографических методов.
Лекция 12
29. Метод локального зондового окисления. Физико-химические основы. Особенности
создания электропроводящих зондов. Кинетика процесса локального зондового
окисления полупроводников и сверхтонких металлических пленок. Метод формирования
диэлектрической пленки, модулированной по толщине. Примеры использования
локального зондового окисления для создания наноструктур и элементов
наноэлектроники. Локальное химическое осаждение из газовой фазы.
30. Элементная база наноэлектроники на основе зондовых нанотехнологий. Зондовое
формирование полимерных микропроводников. Методы формирования металлических
квазиодномерных микроконтактов на подложках. Металлическая наноэлектроника.
Лекция 13
31. Фуллерены. Полиморфизм углерода. Фуллерен С60 и его аналоги. Заполненные фуллерены.
Фуллереновые аддукты. Гетерофуллерены. Получение фуллеренов С60 и С70.
32. Углеродные нанотрубки. Углеродная наноэлектроника.
Лекция 14
33. Саморегулирующиеся процессы. Самосборка в объемных материалах (нанокристаллиты в
неорганических и в органических материалах).
34. Самосборка при эпитаксии. Рост на активированных поверхностях. Нановискеры. Другие
методы получения нанопроволок.
35. Осаждение пленок Лэнгмюра–Блоджетт.
Лекция 15
36. Нелитографические методы формирования поверхностных периодических наноструктур.
Самоорганизующиеся упорядоченные пористые материалы. Упорядоченные пористые материалы в
технологии фотонных кристаллов. Упорядоченный пористый анодный оксид алюминия.
Магнитные наноматериaлы на основе пористого оксида алюминия. Оптические материалы на
основе пористого оксида алюминия.
Лекция 16
37. Самоорганизованные имплантированные наноразмерные структуры в полупроводниках.
Методы эпитаксиального выращивания гетероструктур на основе Si и Ge. Энергонезависимая
память на нанокристаллах, синтезированных ионными пучками.
Лекция 17
38. Высокотемпературные сверхпроводники в наноэлектронике. Формирование наноразмерной
планарной активной зоны. Датчики магнитного поля.
39. Фотоника волноводных наноразмерных структур. Оптические волокна с фотоннокристаллической структурой. Типы фотонно-кристаллических волокон. Технология изготовления
оптических волокон с фотонно-кристаллической структурой. Формирование фотонной
запрещенной зоны с помощью субмикронных брэгговских решеток. Основные методы
изготовления брэгговских решеток в световодах.
40. Методы формирования индуцированных доменов и периодических доменных структур в
сегнетоэлектриках. Образование ПДС во внутренних полях.
Лекция 18
41. Электронные запоминающие устройства. Анализ и классификация электронных запоминающих
устройств. Элемент памяти - триггер. Запоминающие элементы на ТТЛ-схемах. Элементы памяти
на МДП-транзисторах. Запоминающие устройства на приборах с зарядовой связью. Постоянные
запоминающие устройства.
Лекция 19
42. Сплавы с памятью формы. Неупругость сплавов при мартенситных превращениях. Эффект
памяти формы. Эффект сверхэластичности. Эффект обратимой памяти формы. Эффект генерации
механических напряжений. Высокое демпфирование. Высокая циклическая стойкость.
Современные сплавы с памятью (сплавы на основе CuZn и CuAl и на основе TiNi). Применение
сплавов с памятью.