Противоречивая микроэлектроника
Изобретение интегральной схемы
Создание первой отечественной микросхемы
При изготовлении интегральных схем используется групповой метод производства и в основном планарная технология. Групповой метод производства предполагает изготовление на одной полупроводниковой пластине большого количества однотипных ИС и одновременную обработку десятков таких пластин. После завершения цикла изготовления пластины разрезаются в двух взаимно перпендикулярных направлениях на отдельные кристаллы — чипы chip , каждый из которых представляет собой ИС. Планарная плоскостная технология — это такая организация технологического процесса, при которой все составляющие ИС формируются в одной плоскости. Необходимо отметить, что создание и освоение изделий микроэлектроники является чрезвычайно дорогостоящим делом. Стоимость D одной ИС одного кристалла упрощенно можно вычислить следующим образом:. Увеличение Y достигается совершенствованием технологии, а рост числа кристаллов X достигается увеличением размера пластины и уменьшением размеров элементов ИС. Классификация ИС может производиться по различным признакам. Однако по способу производства современные микросхемы можно разделить на полупроводниковые, пленочные, гибридные. Основу современной цифровой электроники составляют полупроводниковые интегральные схемы. Технология полупроводниковых ИС основана на легировании полупроводниковой кремниевой пластины поочередно донорными и акцепторными примесями, в результате чего под поверхностью образуются тонкие слои с разным типом проводимости и p—n-переходы на границах слоев. Отдельные слои используются в качестве резисторов, а p—n-переходы — в диодных и транзисторных структурах. Легирование осуществляется локально с помощью специальных масок с отверстиями, через которые атомы примеси проникают в пластину на нужных участках. Роль маски обычно играет пленка двуокиси кремния SiO 2 , покрывающая поверхность кремниевой пластины. В этой пленке различными методами формируются окна необходимой формы. Основным элементом биполярных ИС является n—p—n-транзистор биполярный транзистор , и на его изготовление ориентируется весь технологический цикл. Все другие элементы, по возможности, изготавливаются с этим транзистором, без дополнительных технологических операций. Элементы биполярной ИС необходимо изолировать друг от друга, чтобы они не взаимодействовали через кристалл. Элементы МДП МОП ИС не нуждаются в специальной изоляции друг от друга. В этом одно из главных преимуществ МОП ИС по сравнению с биполярными. В последнее время широкое распространение в качестве материала подложки получил арсенид-галлий. В полупроводниковых микросхемах на такой основе активными элементами служат полевые транзисторы с управляющим переходом металл-полупроводник МЕП-транзисторы. Размеры кристаллов у современных полупроводниковых ИС достигают 20 х 20 мм 2 , а размеры фрагментов элементов ИС составляют десятые и сотые доли микрометра современные технологии достигли 40 нанометрового уровня. Как создаются чипы Производство чипов заключается в наложении тонких слоёв со сложным "узором" на кремниевые подложки. Сначала создаётся изолирующий слой, который работает как электрический затвор. Сверху затем накладывается фоторезистивный материал, а нежелательные участки удаляются с помощью масок и высокоинтенсивного облучения. Когда облучённые участки будут удалены, под ними откроются участки диоксида кремния, который удаляется с помощью травления. После этого удаляется и фоторезистивный материал, и мы получаем определённую структуру на поверхности кремния. Затем проводятся дополнительные процессы фотолитографии, с разными материалами, пока не будет получена желаемая трёхмерная структура. Каждый слой можно легировать определённым веществом или ионами, меняя электрические свойства. В каждом слое создаются окна, чтобы затем подводить металлические соединения. Что касается производства подложек, то из цельного монокристалла-цилиндра их необходимо нарезать тонкими "блинами", чтобы потом легко разрезать на отдельные кристаллы процессоров. На каждом шаге производства выполняется сложное тестирование, позволяющее оценить качество. Для тестов каждого кристалла на подложке используются электрические зонды. Наконец, подложка разрезается на отдельные ядра, нерабочие ядра сразу же отсеиваются. В зависимости от характеристик, ядро становится тем или иным процессором и заключается в упаковку, которая облегчает установку процессора на материнскую плату. Все функциональные блоки проходят через интенсивные стресс-тесты. Всё начинается с подложек Первый шаг в производстве процессоров выполняется в чистой комнате. Кстати, важно отметить, что подобное технологичное производство представляет собой скопление огромного капитала на квадратный метр. На постройку современного завода со всем оборудованием легко "улетают" млрд. Только затем завод может серийно выпускать процессоры. В общем, процесс производства чипов состоит из нескольких шагов обработки подложек. Сюда входит и создание самих подложек, которые в итоге будут разрезаны на отдельные кристаллы. Производство подложек Всё начинается с выращивания монокристалла, для чего затравочный кристалл внедряется в ванну с расплавленным кремнием, который находится чуть выше точки плавления поликристаллического кремния. Важно, чтобы кристаллы росли медленно примерно день , чтобы гарантировать правильное расположение атомов. Поликристаллический или аморфный кремний состоит из множества разномастных кристаллов, которые приведут к появлению нежелательных поверхностных структур с плохими электрическими свойствами. Когда кремний будет расплавлен, его можно легировать с помощью других веществ, меняющих его электрические свойства. Весь процесс происходит в герметичном помещении со специальным воздушным составом, чтобы кремний не окислялся. Монокристалл разрезается на "блины" с помощью кольцевой алмазной пилы, которая очень точная и не создаёт крупных неровностей на поверхности подложек. Конечно, при этом поверхность подложек всё равно не идеально плоская, поэтому нужны дополнительные операции. Сначала с помощью вращающихся стальных пластин и абразивного материала такого, как оксид алюминия , снимается толстый слой с подложек процесс называется притиркой. В результате устраняются неровности размером от 0,05 мм до, примерно, 0, мм 2 нм. Затем следует закруглить края каждой подложки, поскольку при острых кромках могут отслаиваться слои. Далее используется процесс травления, когда с помощью разных химикатов плавиковая кислота, уксусная кислота, азотная кислота поверхность сглаживается ещё примерно на 50 мкм. Физически поверхность не ухудшается, поскольку весь процесс полностью химический. Он позволяет удалить оставшиеся погрешности в структуре кристалла, в результате чего поверхность будет близка к идеалу. Последний шаг - полировка, которая сглаживает поверхность до неровностей, максимум, 3 нм. Полировка осуществляется с помощью смеси гидроксида натрия и гранулированного диоксида кремния. Сегодня подложки для микропроцессоров имеют диаметр или мм, что позволяет производителям чипов получать с каждой из них множество процессоров. Следующим шагом будут мм подложки, но раньше года ожидать их не следует. В целом, чем больше диаметр подложки, тем больше можно произвести чипов одинакового размера. Легирование, диффузия Мы уже упоминали легирование, которое выполняется во время роста монокристалла. Но легирование производится и с готовой подложкой, и во время процессов фотолитографии позднее. Это позволяет менять электрические свойства определённых областей и слоёв, а не всей структуры кристалла Добавление легирующего вещества может происходить через диффузию. Атомы легирующего вещества заполняют свободное пространство внутри кристаллической решётки, между структурами кремния. В некоторых случаях можно легировать и существующую структуру. Диффузия осуществляется с помощью газов азот и аргон или с помощью твёрдых веществ или других источников легирующего вещества. Ещё один подход к легированию заключается в ионной имплантации, которая очень полезна в деле изменения свойств подложки, которая была легирована, поскольку ионная имплантация осуществляется при обычной температуре. Поэтому существующие примеси не диффундируют. На подложку можно наложить маску, которая позволяет обрабатывать только определённые области. Конечно, об ионной имплантации можно говорить долго и обсуждать глубину проникновения, активацию добавки при высокой температуре, канальные эффекты, проникновение в оксидные уровни и т. Процедуру можно повторять несколько раз во время производства. Создание маски Чтобы создать участки интегральной схемы, используется процесс фотолитографии. Поскольку при этом нужно облучать не всю поверхность подложки, то важно использовать так называемые маски, которые пропускают излучение высокой интенсивности только на определённые участки. Маски можно сравнить с чёрно-белым негативом. Интегральные схемы имеют множество слоёв 20 и больше , и для каждого из них требуется своя маска. Структура из тонкой хромовой плёнки наносится на поверхность пластины из кварцевого стекла, чтобы создать шаблон. При этом дорогие инструменты, использующие поток электронов или лазер, прописывают необходимые данные интегральной схемы, в результате чего мы получаем шаблон из хрома на поверхности кварцевой подложки. Важно понимать, что каждая модификация интегральной схемы приводит к необходимости производства новых масок, поэтому весь процесс внесения правок очень затратный. Для очень сложных схем маски создаются весьма долго. Фотолитография С помощью фотолитографии на кремниевой подложке формируется структура. Процесс повторяется несколько раз, пока не будет создано множество слоёв более Слои могут состоять из разных материалов, причём, нужно ещё и продумывать соединения микроскопическими проволочками. Все слои можно легировать. Перед тем, как начнётся процесс фотолитографии, подложка очищается и нагревается, чтобы удалить липкие частицы и воду. Затем подложка с помощью специального устройства покрывается диоксидом кремния. Далее на подложку наносится связывающий агент, который гарантирует, что фоторезистивный материал, который будет нанесён на следующем шаге, останется на подложке. Фоторезистивный материал наносится на середину подложки, которая потом начинает вращаться с большой скоростью, чтобы слой равномерно распределился по всей поверхности подложки. Подложка вновь затем нагревается. Затем через маску обложка облучается квантовым лазером, жёстким ультрафиолетовым излучением, рентгеновским излучением, пучками электронов или ионов - могут использоваться все эти источники света или энергии. Пучки электронов применяются, главным образом, для создания масок, рентгеновские лучи и пучки ионов - для исследовательских целей, а в промышленном производстве сегодня доминируют жёсткое УФ-излучение и газовые лазеры. Жёсткое УФ-излучение с длиной волны 13,5 нм облучает фоторезистивный материал, проходя через маску. Для получения требуемого результата очень важны время проецирования и фокусировка. Плохая фокусировка приведёт к тому, что останутся лишние частицы фоторезистивного материала, поскольку некоторые отверстия в маске не будут облучены должным образом. То же самое получится, если время проецирования будет слишком маленьким. Тогда структура из фоторезистивного материала будет слишком широкой, участки под отверстиями будут недодержанными. С другой стороны, чрезмерное время проецирования создаёт слишком большие участки под отверстиями и слишком узкую структуру из фоторезистивного материала. Как правило, очень трудоёмко и сложно отрегулировать и оптимизировать процесс. Неудачная регулировка приведёт к серьёзным отклонениям и в соединительных проводниках. Специальная шаговая проекционная установка перемещает подложку в нужное положение. Затем может проецироваться строчка или один участок, чаще всего соответствующий одному кристаллу процессора. Дополнительные микроустановки могут вносить дополнительные изменения. Они могут отлаживать существующую технологию и оптимизировать техпроцесс. Микроустановки обычно работают над площадями меньше 1 кв. Травление и очистка Затем подложка переходит на новый этап, где удаляется ослабленный фоторезистивный материал, что позволяет получить доступ к диоксиду кремния. Существуют мокрый и сухой процессы травления, которыми обрабатываются участки диоксида кремния. Мокрые процессы используют химические соединения, а сухие процессы - газ. Отдельный процесс заключается и в удалении остатков фоторезистивного материала. Производители часто сочетают мокрое и сухое удаление, чтобы фоторезистивный материал был полностью удалён. Это важно, поскольку фоторезистивный материал органический, и если его не удалить, он может привести к появлению дефектов на подложке. После травления и очистки можно приступать к осмотру подложки, что обычно и происходит на каждом важном этапе, или переводить подложку на новый цикл фотолитографии. Тест подложек, сборка, упаковка Тест подложек Готовые подложки тестируются на так называемых установках зондового контроля. Они работают со всей подложкой. На контакты каждого кристалла накладываются контакты зонда, что позволяет проводить электрические тесты. С помощью программного обеспечения тестируются все функции каждого ядра. Разрезание подложки С помощью разрезания из подложки можно получить отдельные ядра. На данный момент установки зондового контроля уже выявили, какие кристаллы содержат ошибки, поэтому после разрезания их можно отделить от годных. Раньше повреждённые кристаллы физически маркировались, теперь в этом нет необходимости, вся информация хранится в единой базе данных. Крепление кристалла Затем функциональное ядро нужно связать с процессорной упаковкой, используя клейкий материал. Проводное соединение Затем нужно провести проводные соединения, связывающие контакты или ножки упаковки и сам кристалл. Могут использоваться золотые, алюминиевые или медные соединения. Упаковка Большинство современных процессоров используют пластиковую упаковку с распределителем тепла. Обычно ядро заключается в керамическую или пластиковую упаковку, что позволяет предотвратить повреждение. Современные процессоры оснащаются так называемым распределителем тепла, который обеспечивает дополнительную защиту кристалла, а также большую контактную поверхность с кулером. Тестирование процессора Последний этап подразумевает тестирование процессора, что происходит при повышенных температурах, в соответствии со спецификациями процессора. Процессор автоматически устанавливается в тестовый сокет, после чего происходит анализ всех необходимых функций. Знаете ли Вы, что cогласно релятивистской мифологии "гравитационное линзирование - это физическое явление, связанное с отклонением лучей света в поле тяжести. Гравитационные линзы обясняют образование кратных изображений одного и того же астрономического объекта квазаров, галактик , когда на луч зрения от источника к наблюдателю попадает другая галактика или скопление галактик собственно линза. В некоторых изображениях происходит усиление яркости оригинального источника. Разница в шкалах явлений реального искажения изображений галактик и мифического отклонения вблизи звезд - 10 11 раз. Можно говорить о воздействии поверхностного натяжения на форму капель, но нельзя серьезно говорить о силе поверхностного натяжения, как о причине океанских приливов. Эфирная физика находит ответ на наблюдаемое явление искажения изображений галактик. Это результат нагрева эфира вблизи галактик, изменения его плотности и, следовательно, изменения скорости света на галактических расстояниях вследствие преломления света в эфире различной плотности. Подтверждением термической природы искажения изображений галактик является прямая связь этого искажения с радиоизлучением пространства, то есть эфира в этом месте, смещение спектра CMB космическое микроволновое излучение в данном направлении в высокочастотную область. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике. НОВОСТИ ФОРУМА Рыцари теории эфира. Об этом Корнилов написал на своей страничке в соцсети. Если помните, я сообщил о видео, которое британский журналист записал в центре Одессы, используя Гугл-очки. В толпе украинских нацистов тогда появилась группа англоязычных иностранцев, один из которых заявил журналисту, что эта группа прямо участвует в этих событиях так открыто и заявил. Причем говорил на бойком английском, сообщил, что он гражданин Израиля и США. По словам Корнилова, тогда его сообщение было воспринято с недоверием. Сначала мне заявили, что я все выдумал и никакого видео с израильтянами не было. Когда я в итоге предъявил это видео, где парень однозначно называет себя гражданином Израиля, мне стали кричать: Теперь же Владимир Корнилов решил вернуться к данной теме, в связи с чем публикует у себя в фейсбуке фотографии загадочных израильтян, принимавших участие в одесской бойне. Один из них — некий Гонен Сибони. На первом из опубликованных Корниловым фото он в Одессе 2 мая го. А на трех других — он в г. Палестинская или таки ЦАХАЛ? Или почему сей боец вдруг резко забыл английский, когда понял, что его записывают? Сибони сам сказал журналисту, что принимает участие в событиях! В конце концов, это ведь украинская СБУ потом заявляла, что при сожжении русских в Одессе использовали некое странное химическое вещество. Резонно в этой связи задать вопрос израильтянами, что за вещества в их колбах и бутылочках, верно ведь? И как вы думаете, кто-то допросил сего активиста? Сам он в сети ВКонтакте написал уже 7 мая г.: И на этом он затих. И молчит по сей день. Исходя из этого можно утверждать, что это комета образовалась первоначально из крупных тел собиравших пыль, газ, снег. Основной причиной вращения водоворотов являются местные ветра. И чем выше скорость ветров тем выше скорость вращения водоворотов и как следствие, выше центробежная сила водоворотов, благодаря чему повышается уровень вод морей и океанов. А чем ниже центробежная сила водоворотов, тем ниже уровень вод морей и океанов. Скорость течений, по периметру морей и океанов не везде одинакова и зависит от глубины побережья. В мелководной части моря скорость течений увеличивается, а в глубоководной части моря уменьшается.. На прямолинейных побережьях, где течения не обладают угловой скоростью, уровень вод не повышается. Воды Финского залива вращаются против часовой стрелки, образуя водоворот в виде элипса. Премного благодарен Вам за Ваш общественно-просветительский труд вообще, а, в частности, за репост ста Отправлено Вопрос, ставимый как бы учеными о времени возникновения жизни на Земле, а в особенности "абиогенезе" - возникновении жизни из минерального материала, навеянный библейской мифологией и алогичностью слабоумных людей, мнящих себя учеными, некорректен априори топик - http: И тут не есть противопоставление: Обе они исходят из того, что существование Вселенной началось в какой-то конечный, конкретный момент. Об этом говорит ныне "официальная", а на самом деле криминальная наука, "разводящая" простофиль, об этом проповедует и абсолютно бессовестная церковь любая из них. На самом деле, согласно реальной логике, Вселенная как и универсум в логике есть особый объект, включающий в себя все остальные, а значит, не имеющий границ во времени и пространстве. Знали это еще античные люди как в Египте и Греции, так и в Китае и Индии. Раз так, то и существование жизни во Вселенной - вечно. Оно не вечно в конкретном месте, например, на Земле или пробирке. Гены биоинформация в виде ДНК, РНК и пр. Их разносчиками являются кометы. Это, кстати, уже фактографически определил наш коллега Е. К примеру, в мезозое царствовали динозавры рептилии. Это только потому, что именно для этих тварей тогда были подходящие условия. Что сейчас рептилий нет? От крокодилов и варанов острова Комодо до черепах, ящериц и змей. Просто они сегодня занимают скромную нишу в связи с тем, что ныне более комфортные условия для иных форм жизни. То же самое для млекопитающих и цветковых. Что, их не было в мезозое? Только тогда для них был не климат. Кстати, только слабоумные могут считать, что Земля возникла 4,6 млрд лет назад, основываясь на "изотопном возрасте" горных пород. Для людей, имеющих логику, ясно, что 4,6 млрд лет - это время, прошедшее от формирования данного твердого минерала из других минералов, по каким-то причинам бывших в то время в расплаве. Но никак не возникновение, рождение из ничего или мифического протопланетного облака. Я уже излагал свою точку зрения на сей вопрос в работе "Происхождение Солнца и планет" http: Там и волны и черные дыры, полный фарш.
Недавно не стало Б. Малина — одного из первых российских специалистов в области микроэлектроники, разработчика и создателя первой серии отечественных интегральных схем. Незадолго до кончины по просьбе редакции и сотрудников кафедры микроэлектроники МИФИ Борис Владимирович начал работу над статьёй о создании первой отечественной интегральной схемы. Отдавая последний долг незаурядному человеку, специалисту, учителю, мы публикуем авторский набросок статьи, оставшейся, к сожалению, незавершённой. Предпосылки создания — наличие производства биполярных и униполярных транзисторов, теория расчёта таких транзисторов Шокли, Десея и Росса, Теснера. В отечественной технологии разработки и производства транзисторов период до начала х годов характерен использованием монокристаллов германия в качестве исходного материала и выпуск только биполярных транзисторов. Униполярные транзисторы не выпускались. Техника интегральных схем требовала наличия обоих типов транзисторов в качестве активных элементов микроэлектронных схем различного функционального назначения и внедрения технологии монокристаллов кремния. В период — гг. Одновременно с развитием производства биполярных транзисторов и их использования в оборонной и космической технике Головным транзисторным НИИ развивалась техника и технология их схемотехнического применения, в первую очередь, в качестве стандартных конструктивных схемных элементов по программе микромодулей — основные разработчики Барканов КБ-1 и Невежин НИИ Освоение критической технологии на кремнии — планарная технология кремния. Стратегическим прорывом в США в области создания транзисторов и интегральных схем надо считать разработку и производственное внедрение технологии на кремнии, особенно такой критической технологии как планарная. В отечественной производственной практике освоение планарной технологии практически было начато только в году с нулевого уровня. Попытки создания объёмных интегральных отечественных схем на германии осуществлялись автором в НИИ в — годах. С года разработки отечественных кремниевых интегральных схем, по сути дела, представляли собой непрерывный процесс конкурентной заочной борьбы с Джеком Килби. Образцы-прототипы и производственные образцы кремниевых интегральных схем для воспроизводства были получены из США, и их копирование было строго регламентировано приказами МЭП министр Шокин. Концепция копирования жёстко контролировалась министром на протяжении более 19 лет, в течение которых автор работал в сис-теме МЭП, вплоть до года. Наибольшую технологическую помощь оказывал процесс копирования реальных действующих американских образцов кремниевых интегральных схем. Копирование осуществлялось после разгерметизации и снятия крышки с образца, копирования плоского планарного рисунка транзисторов и резисторов в схеме, а также после исследования под микроскопом структуры всех функциональных областей. Результаты копирования выпускались в виде рабочих чертежей и технологической документации. Создание первой отечественной кремниевой интегральной схемы было сконцентрировано на разработке и производстве с военнной приёмкой серии интегральных кремниевых схем ТС 37 элементов — эквивалент схемотехнической сложности триггера, аналога американских ИС серии SN фирмы Texas Instruments. Работы проводились НИИ директор Трутко и Фрязинским заводом директор Колмогоров по оборонному заказу для использования в автономном высотомере системы наведения баллистической ракеты. Разработка включала шесть типовых интегральных кремниевых планарных схем серии ТС и с организацией опытного производства заняла в НИИ три года с по год. Ещё два года ушло на освоение заводского производства с военной приёмкой во Фрязино год. Анализ внедрения цикла планарной технологии свыше технологических операций в отечественной практике показал, что эту критическую технологию пришлось осваивать с нулевого уровня и практически самостоятельно, без помощи извне, в том числе, и по технологическому оборудованию. Над решением этой проблемы работал коллектив в человек научно-технологического отдела НИИ и опытного цеха, специально созданного при отделе. Одновременно отдел служил полигоном для обучения специалистов многих предприятий МЭП, осваивавших эту технологию. Например, специалисты полупроводникового завода 2-го Главного управления МЭП в Воронеже директор Колесников, ведущий — Никишин , обучались именно в этом отделе. Основное внимание при разработке планарной технологии было уделено производственному освоению техники промышленной фотолитографии с высоким оптическим разрешением, вплоть до — линий на миллиметр. Эти работы велись в тесном взаимодействии со специалистами-оптиками из ЛИТМО Капустина и ГОИ Ленинград. Большую роль сыграли также разработки отдела по автоматизации планарной технологии и конструированию специального технологического оборудования ведущий конструктор Захаров. Разрабатывались автоматизированные агрегаты пооперационной обработки кремниевых технологических пластин отмывка, нанесение фоторезиста, конвейерное окисление и т. В году научно-технологический отдел НИИ по разработке интегральных схем посетил Председатель ВПК Смирнов. После этого визита отдел получил японское научное оборудование, которое было использовано в перспективных разработках. Весной года состоялся визит в опытный цех научно-технологического отдела НИИ по разработке кремниевых интегральных схем Председателя Совета Министров Косыгина. За период разработки с по год автору, как начальнику отдела, приходилось неоднократно докладывать о ходе работ Председателю ГКНТ и зам. Зеленоград — центр микроэлектроники в составе 6 предприятий с опытными заводами, отечественный аналог Кремниевой долины в Калифорнии. Автор в начале года читал курс лекций действующему директору Зеленограда, зам. Лукину, на основе которых составлялись технические предложения по развитию полупроводникового машиностроения для Зеленограда, в частности, по термическим процессам и фотолитографии для директора Савина , для закупок технологического оборудования по импорту группы Назарьяна и Стружинского , в том числе, для опытно-показательного завода во Фрязино. Главная Новости рынка Рубрикатор. Малин Создание первой отечественной микросхемы. Реклама на сайте тел.:
Светодиодные лампы для подвесного потолка
Алюминиевые радиаторы рифар технические характеристики
Какое масло лучше уаз
Образец заполнения визыв абхазию
Душ шарко пермь