Основы микроэлектроники (курс лекций)
Микросхемотехника (интегральная схемотехника) как одна из основ микроэлектроники охватывает исследования и разработку оптимальных схем.
Многие современные микросхемы являются очень сложными электронными устройствами, поэтому при их описании и анализе используются по меньшей мере два уровня схемотехнического представления.
Основы микроэлектроники
Первый наиболее детальный уровень – это
электрическая схема. Она определяет электрические соединения элементов (транзисторов, диодов, резисторов и др.).
На этом уровне устанавливается связь между электрическими параметрами схемы и параметрами входящих в нее элементов.
Основы микроэлектроники
Электрическая схема – условное графическое обозначение электрической цепи. На электрической схеме изображаются ее элементы – идеализированные модели реально существующих электрических устройств (транзисторов, диодов, резисторов и др.).
Под электрической цепью понимают совокупность соединенных между собой электротехнических устройств и элементов, по которым может протекать электрический ток.
Второй уровень - структурная схема.
Она определяет функциональное соединение отдельных каскадов, описываемых электрическими схемами.
Источник | Усилитель | |||||
усилителя |
||||||
Источник
Основы микроэлектроники
По функциональному назначению микросхемы подразделяются на аналоговые и цифровые.
В аналоговых микросхемах сигналы изменяются по закону непрерывной функции. Типовой пример аналоговой микросхемы – операционный усилитель.
Цифровая микросхема предназначена для преобразования и обработки сигналов, изменяющихся по закону дискретной функции.
Основы микроэлектроники
1.2 Конструктивно-технологические типы ИМС
Конструктивно-технологическая классификация микросхем учитывает способы изготовления и получаемую при этом структуру.
По конструктивно-технологическим признакам различаютполупроводниковые игибридные
микросхемы.
Основы микроэлектроники
В полупроводниковой микросхеме все элементы
и междуэлементные соединения выполнены в
объеме и на поверхности полупроводника. Структура, содержащая элементы, межэлементные соединения и контактные площадки, называется кристаллом интегральной микросхемы.
1. Изобразить и описать последовательность формирования изолированных областей в структуре с диэлектрической изоляцией
Рис. 1 . Последовательность формирования изолированных областей в структуре с диэлектрической изоляцией:
а - исходная пластина; б - избирательное травление окисла, глубокое травление кремния, окисление поверхности; в - осаждение поликристаллического кремния; г - шлифование и полирование обратной стороны пластины; д - окисление поверхности; е - готовая структура после базовой и эмиттерной диффузии и получения межсоединений
На рис.1 представлена последовательность формирования структуры с диэлектрической изоляцией. В исходной пластине кремния n-типа методом фотолитографии вытравливают участки окиси кремния, а затем и кремния по контуру будущих элементов. В результате образуются канавки по замкнутому контуру. Полученную рельефную поверхность окисляют. Далее эту поверхность покрывают толстым слоем кремния методом осаждения. Вследствие дезориентирующего влияния окисного слоя осажденный кремний имеет поликристаллическую структуру и служит конструкционным основанием будущей ИМС. Обратную сторону шлифуют, удаляя монокристаллический слой до вскрытия окиси кремния по границам областей, и производят доводку (для удаления нарушенного слоя). После протравливания и отмывки поверхности ее окисляют. Далее в образовавшихся изолированных областях монокристаллического кремния n-типа диффузионным методом формируют элементы (базовые области, резисторы, эмиттеры, области под контакты). Обычным путем получают и межсоединения на поверхности пластины. Если исходная пластина содержит эпитаксиальный n+-слой, то транзисторы получаются со скрытым слоем.
2. Схема технологического процесса изготовления ИМС эпитаксиально-планарной структуры без скрытого слоя.
Рис. 2. Последовательность формирования эпитаксиально-планарной структуры:
а-исходная пластина; б-стравливание окисла, подготовка поверхности; в -эпитаксиальное наращивание n-слоя, окисление поверхности; г- вскрытие окон в окисле под изолирующую (разделительную) диффузию примеси; д - диффузия акцепторной примеси, окисление поверхности; е - готовая структура после формирования диффузионных базовых и эмиттерных областей, а также получения межсоединений
Чтобы получить простейшую эпитаксиально-планарную структуру, в качестве исходной заготовки используют монокристаллическую пластину кремния, равномерно легированную акцепторной примесью. Для нанесения эпитаксиального слоя на одну из сторон пластины ее освобождают от окисла и тщательно очищают (рис.2), после чего проводят осаждение монокристаллического слоя кремния n-типа. Далее поверхность пластины окисляют и методом фотолитографии вскрывают окна в виде узких замкнутых дорожек, соответствующих контуру коллекторных и изолирующих областей ПМС. Проводя через окна диффузию акцепторной примеси до смыкания ее с р-областью, получают таким образом изолированные друг от друга островки равномерно легированного эпитаксиального n-кремния. Рассмотренный процесс диффузии называют изолирующей или разделительной диффузией. В полученной на данной стадии заготовке (рис. 2,д ) в дальнейшем формируют базовые и эмиттерные области (диффузионным методом), а также контакты и межсоединения.
3. Каким образом осуществляется изоляция в изопланарной структуре
Рис. 3 Последовательность формирования изолированных областей
в изопланарной структуре:
а-пластина с эпитаксиальным и скрытым слоями; б - нанесение слоя нитрида кремния;
в - избирательное травление нитрида кремния по контуру будущих элементов; г - глубокое окисление кремния; д - стравливание нитрида кремния и окисление поверхности;
е- готовая структура после формирования базовых и эмиттерных областей а также межсоединений
На рис. 3,е представлена изопланарная структура транзистора, в которой донная часть 2 коллектора изолирована от монокристаллической пластины
р-n-переходом, а боковая 1- толстым слоем окисла, полученным сквозным локальным окислением эпитаксиального слоя.
Начальные стадии процесса получения изопланарной структуры следующие (рис. 3). На поверхность пластины, содержащей эпитаксиальные n+- и n-слои, осаждают (из газовой фазы) слой нитрида кремния Si3N4. Методом фотолитографии в этом слое образуют защитную маску с окнами по контуру коллекторных областей. В процессе окисления нитридная маска сохраняется. Затем ее стравливают и всю поверхность окисляют. Далее проводят диффузию для формирования базы и эмиттера, формируют контактные окна и межсоединения.
4. Используется ли эпитаксия при создании КМДП-структуры
Полная изоляция МДП-транзисторов обеспечивается при формировании их в виде островков на монокристаллической изолирующей пластине. В качестве изолирующей пластины обычно используют синтетический сапфир, имеющий достаточно хорошее кристаллографическое сопряжение с кремнием. Поэтому эти структуры получили название структур «кремний на сапфире» или сокращенно КНС. Эпитаксиально выращенный на сапфире кремний имеет высокую плотность структурных нарушений (дислокации), что заметно снижает подвижность носителей заряда. Вследствие этого структуры на биполярных транзисторах оказались не эффективными и наиболее широкое применение нашли МДП-КНС-структуры, особенно КМПД-КНС-структуры. В отличие от структур, изолированных р-n-переходом, когда используется высокоомная (слаболегированная) пластина, структуры на изолирующей пластине устойчивы к температурным и радиационным воздействиям.
Рис. 4 Последовательность формирования КМДП-КНС-структуры:
а- исходная пластина «сапфир-эпитаксиальный кремний-окись кремния»; б-избирательное анизотропное травление кремния с помощью оксидной маски (образование островков); в- избирательная диффузия акцепторной примеси; г - снятие маски с островков; д - маскирование островков с помощью SiO2; е - избирательное покрытие фосфорсиликатным стеклом (ФСС) р-островков и общее покрытие боросиликатным стеклом (БСС); ж- структура после диффузии примесей и стравливания БСС, ФСС и SiO2, з - готовая структура после нанесения SiO2 и формирования межсоединений
В процессе формирования КМДП-КНС-структуры (рис. 4) методом эпитаксиального наращивания (процесс гетероэпитаксии) создают сплошной слой высокоомного п- Si. После маскирования окисью кремния и анизотропного травления получают отдельные изолированные островки п- Si. Проведя повторное маскирование окисью кремния, методом диффузии часть островков легируют акцепторной примесью на всю глубину, превращая их в островки р- Si. Предварительно защитив маской из окиси кремния участки будущих каналов, избирательно покрывают р-островки фосфоро-силикатным (SiO2.P2O5), а n-островки - боросиликатным (SiO2.B2O3) стеклами. Последующим нагревом диффундируют до-норную (Р) и акцепторную (В) примеси из легированных стекол в области стоков и истоков. В дальнейшем стекло и участки SiO2 стравливают, наносят слой окиси кремния, вытравливают участки окисла под затвор, выращивают тонкий слой диэлектрика и формируют затворы, а также межсоединения. Гетероэпитаксиальные слои, полученные в таких структурах, имеют небольшую толщину (~1 мкм), что обусловлено относительным несовершенством кристаллической структуры, выращиваемой на сапфире: с увеличением толщины пленки плотность дислокации увеличивается.
МДП-приборы, в которых в качестве канала используется тонкий приповерхностный слой, вполне могут быть реализованы в тонких эпитаксиальных слоях порядка десятых долей микрометра. Однако тонкие эпитаксиальные слои практически исключают возможность многократного образования окиси кремния за счет термического окисления, так как толщина слоя SiO2, необходимого для защиты при термической диффузии, соизмерима с толщиной такого эпитаксиального слоя. Поэтому обычно слои окиси кремния получают методом осаждения из газовой фазы, что, кстати, позволяет использовать относительно низкие температуры.
5. Недостатки методов диффузии
Метод термической диффузии примеси имеет ряд недостатков и ограничений.
1. Высокая температура процесса приводит к перераспределению примеси в ранее сформированных слоях и областях и смещению р-n-переходов, что затрудняет воспроизводимость активной базы транзисторов толщиной менее 0,6 мкм.
2. Наличие боковой диффузии увеличивает площадь отдельных диффузи-онных областей и элементов в целом.
3. Зависимость коэффициента диффузии и растворимости примеси от температуры исключают возможность использовать многие полупроводниковые материалы и легирующие элементы, перспективные для микроэлектроники.
6. Желательно или нет присутствие второго максимума на профиле распределения примеси
Профиль распределения. При облучении монокристаллической мишени ионами в направлениях, отличающихся от основных, профиль распределения внедренных атомов описывается нормальным законом распределения (рис. 5):
Рис.5 Профили распределения электрически активных атомов бора при различных
энергиях ионного пучка
(1)
где Q - доза легирования [см-2]; - средняя длина пробега ионов [см]; -среднеквадратическое отклонение длин пробегов [см].
Максимальная концентрация примеси, соответствующая средней длине пробега,
(2)
а концентрация примеси на уровне р-n-перехода
(3)
Если допустить, что в процессе отжига вся внедренная примесь переходит в активное состояние, а перераспределением примеси можно пренебречь, то глубина залегания р-n-перехода из (2) и (3) окажется равной
(4)
Знак «±» указывают на возможность получения двух переходов на разной глубине, т. е. образования заглубленного (скрытого) слоя. Так, например, при внедрении бора с энергией ионов 160 кэВ и концентрацией Nmax=1018 см-3 в пластину с концентрацией фосфора Nисх=1016 см-3 образуются два перехода на глубине 0,248 и 3,952 мкм. Необходимая при этом доза легирования согласно (2) равна 2,9х1013 см-2. Решение обратной задачи, т. е. определение энергии ионов, необходимой для образования переходов на заданной глубине, может быть выполнено лишь на ЭВМ с помощью итерационных алгоритмов.
В монокристаллах можно выделить направления, вдоль которых имеются периодически расположенные атомные цепочки и свободные от атомов каналы. При облучении мишени в таких направлениях наблюдаются аномально большие пробеги ионов, так как большая их часть проникает в глубь решетки по каналам, испытывая относительно слабое торможение. В кремнии эффект каналирования ионов наблюдается в направлениях <110>, <100> и <111>. Наименьшая плотность атомов имеет место в плоскостях {110} (рис. 6), наибольшая - в {111}. Соответственно средняя длина пробега ионов в направлениях <110> вдвое больше, чем в направлениях <111>.
Рис. 6 Проекция структуры Si на плоскость (110)
При каналировании потери энергии ионов происходят в основном за счет взаимодействия с электронами. Ядерное торможение в канале возможно только при столкновении ионов с атомами полупроводника и примеси, расположенными в междоузлиях. Часть ионов испытывает раннее торможение вблизи поверхности кристалла из-за столкновений с атомами кристаллической решетки. По мере облучения мишени плотность дефектов в приповерхностном слое возрастает (каналы перекрываются атомами, смещенными в область канала) и эффект каналирования исчезает. Характер распределения примесей, отвечающий описанным явлениям, показан на рис. 7. При больших дозах облучения в распределении примеси имеется два максимума.
Рис. 7 Распределение примеси при каналировании ионов:
1 - при умеренных дозах легирования;
2 - при больших дозах легирования
7. Какой минимальный размер элементов можно получить при рентгеновской литографии? Чем ограничена разрешающая способность?
При помощи рентгеновской литографии можно достичь разрешения
до 0,05 мкм.
В отличие от фотолитографии, где экспонирование производится широкими коллимированными световыми пучками, рентгенолитография не располагает соответствующей «оптикой» и экспонирование на рентгеновских установках приходится выполнять в пучках с большим углом расходимости. При наличии зазора между шаблоном и подложкой это приводит к искажению размеров и смещению элементов рисунка, передаваемого в слой резиста. Максимальное смещение элемента возникает на периферии пластины и равно 
, параметры на рис. 8.
https://pandia.ru/text/78/166/images/image017_44.gif" width="70" height="21 src=">. Удовлетворительные результаты получают при https://pandia.ru/text/78/166/images/image019_41.gif" width="52" height="21">.gif" width="12" height="15">). Паста ПК на основе титаната бария хорошо совмещается с проводниками на основе серебряно-палладиевых паст и вжигается при t=600-650 °С. При толщине 25-30 мкм она имеет удельную емкость 3700-10000 пф/см2, т. е. того же порядка, что и тонкопленочные конденсаторы.
Пасты для межслойной изоляции и защитных покрытий должны обладать удельной емкостью не выше 200 пф/см2. Толщина изоляционных слоев достигает 70 мкм. Такие пасты составляют на основе стекол, которые в этом случае одновременно являются и функциональной, и конструкционной фазами. Например, пасту ПД-2 составляют на основе стекла СУ-273 с добавкой Al2O3 в качестве наполнителя. В состав органической связки входят канифоль, стеариновая кислота, вазелиновое масло, ланолин, вакуумное масло. Паста обеспечивает СO=120 пф/см2 при пробивном напряжении 500 В.
Основная технологическая задача при формировании слоев из стекол заключается в том, чтобы избежать растекания слоя в процессе вжигания, а также при повторных нагревах. Растекаемость уменьшает толщину слоя, за счет чего возрастает удельная емкость, а также приводит к затеканию стекла на контактные площадки.
Хорошие результаты при создании межслойной изоляции дают пасты на основе ситаллоцементов, в которых при нагревании образуется кристаллическая фаза (по типу ситаллов), предотвращающая размягчение слоя при повторных нагревах. Например, ситаллоцемент марки СЦ-273, синтезированный на основе стекол системы SiO2-PbO-ZnO-TiO2, вжигается при температуре 750 °С. Для уменьшения его растекания при вжигании вводят наполнители: порошок Al2O3 (15-20 масс. %) и порошок 22ХС (0-5 масс. %). Удельная емкость в этом случае составляет 180 пф/см2 при толщине слоя 60-70 мкм. При той же толщине ситаллоцементы СЦ-215 и СЦ-36 на основе SiO2-BaO- Al2O3 с порошком 22ХС обеспечивают Со=120 пФ/см2.
При приготовлении паст их компоненты точно взвешивают в соответствии с рецептурой и тщательно перемешивают.
9. Описать способы подгонки толстопленочных элементов
Подгонка толстопленочных резисторов заключается в удалении части их материала, в результате чего сопротивление резисторов возрастает. Подгонка толстопленочных конденсаторов состоит в удалении части верхней обкладки, в результате чего емкость конденсаторов уменьшается. Поэтому, чтобы исключить неисправный брак, требуется настраивать процесс печати элементов путем корректировки состава паст или толщины слоев так, чтобы резисторы имели заведомо заниженные значения сопротивлений, а конденсаторы-завышенные-значения емкости (рис. 9).
Рис. 9 Относительное расположение полей рассеяния и допуска до подгонки:
а - для толстопленочных резисторов; б - для толстопленочных конденсаторов (https://pandia.ru/text/78/166/images/image024_31.gif" width="19" height="19 src=">- поля допусков на сопротивление резисторов и емкость конденсаторов соответственно)
При подгонке конденсаторов необходимо тщательно подбирать режимы обработки во избежание короткого замыкания обкладок. В процессе подгонки выводы подложки устанавливают в контактное приспособление, связывающее элементы схемы с измерительным устройством. Затем, последовательно «опрашивая» элементы, их измеряют и обрабатывают. Для этого каждый элемент схемы должен иметь индивидуальный выход на выводы подложки. При необходимости вводят либо временные (технологические) перемычки, впоследствии удаляемые (рис. 2.50,а), либо временные армированные выводы, которые отрезают после подгонки (рис. 2.50,6).
Рис. 10 Подложки с толстопленочными резисторами (а) и конденсаторами (б)
При подгонке элементов на подложках, не имеющих выводов (по аналогии с ситалловыми подложками тонкопленочных микросхем, контактирование осуществляется через контактные площадки элементов с помощью зондов измерительного устройства.
Для подгонки применяют лазерные установки «Кварц-5», «Темп-10», а в крупносерийном автоматизированном производстве-автоматы подгонки «Темп-30». Установка «Кварц-5», например, предназначена для подгонки резисторов импульсами излучения с длиной волны 0,34 мкм. Мощность в импульсе достигает 30 кВт. Производительность установки 300 резисторов в час.
Гетерогенный характер структуры толстопленочных резисторов позволяет эффективно использовать и токовую подгонку. При подаче на резистор высоковольтного импульса происходят пробои стеклянной прослойки, разделяющей частицы функциональной фазы, и возникают дополнительные каналы проводимости. В результате сопротивление резистора уменьшается. Приемлемая скорость изменения сопротивления (Автоматизированные системы" href="/text/category/avtomatizirovannie_sistemi/" rel="bookmark">автоматизированных систем управления процессом (АСУ).
10. Изобразить схему вакуумной системы многопозиционной установки для вакуумного напыления
Известно, что для получения рабочего вакуума затрачивается время до 1,5-2 ч (даже при разогретом диффузионном насосе). Так как время напыления отдельного слоя редко превышает 1-1,5 мин, то стремятся использовать многопозиционные вакуумные установки, позволяющие, не нарушая вакуума (за один вакуумный цикл), последовательно или одновременно обрабатывать несколько подложек. Эффект еще более значителен, если при этом применяют групповые подложки. Обычно используют групповые ситалловые подложки стандартного размера 60х48 или 120х96 мм.
По степени непрерывности процесса обработки МПВУ могут быть разделены на две группы: однокамерные периодического действия и многокамерные полунепрерывного или непрерывного действия.
Установки первой группы работают по следующему циклу: установка подложек-откачка рабочего объема - обработка (напыление) - снятие вакуума и вскрытие-снятие обработанных подложек. Для таких установок характерно, что вспомогательное время на откачку не перекрывается с основным технологическим временем, а также что установка подложек и их совмещение с масками выполняются вручную (непосредственно или через соответствующие механизмы).
В установках, второй группы откачка частично (МПВУ полунепрерывного действия) или полностью (МПВУ непрерывного действия) совмещается с основным процессом обработки. Это достигается с помощью многокамерной системы с различным уровнем вакуума в отдельных - камерах. В подобных установках можно выполнять полный цикл изготовления микросхемы, т. е. напылять все слои, поэтому в обработке одновременно (на разных стадиях) могут находиться несколько подложек. Управление в таких установках (транспортировка подложек и фиксация их на рабочих позициях) осуществляется автоматически. Таким образом, установки второй группы представляют собой автоматические линии.
Однокамерная установка периодического действия имеет внутрикамерное многопозиционное устройство карусельного типа, которое выполняют в одном из двух вариантов: либо в каждой позиции карусели (барабане) устанавливают подложку в комплекте с трафаретом (если таковые используют в данном процессе), либо на карусели устанавливают только подложки, а маски размещают в неподвижном многопозиционном диске и, таким образом подложка, переходя из позиции в позицию, последовательно совмещается с различными масками.
В установках первого типа обычно имеется одна рабочая позиция (позиция напыления), поэтому в каждый момент времени обрабатывается лишь одна подложка. К таким установкам, в частности, относится УВН-2М-2, упрощенная схема внутрикамерного устройства которой представлена на рис.11
Рис. 11 Схема внутрикамерного устройства УВН-2М-2:
1 - карусель испарителей; 2 - экраны; 3-диафрагма; 4 - карусель трафаретов и подложек; 5 - нагреватель подложек; 6 - имитатор с датчиками температуры и сопротивления пленки; 7 - электроды войной очистки; 8 - коллектор; 9 - заслонка
В данном случае карусель подложек и масок имеет восемь позиций и может непрерывно вращаться со скоростью 40-150 об/мин. Это обеспечивает идентичность свойств пленки на всех подложках. На базовой плите смонтирована пятипозиционная карусель резистивных испарителей таким образом, что питание подается только на тот испаритель, который выведен на рабочую позицию.
Технологические возможности такой установки в основном заключаются в напылении элементов одного слоя через трафареты, а также в напылении двух сплошных слоев (например, резистивного и проводящего) с последующей двухкратной фотолитографией.
Внутрикамерное устройство включает в себя также систему ионной очистки, установленную неподвижно в одной из позиций, систему нагрева подложек, датчики контроля сопротивления и толщины наносимой пленки.
11. Описать метод получения пленок путем катодного распыления
Атомарный (молекулярный) поток вещества можно получить, бомбардируя поверхность твердого образца ионами с энергией порядка сотен и тысяч электрон-вольт. Энергия ионов при этом в несколько раз превышает теплоту сублимации поверхностных атомов и образец (мишень) интенсивно распыляется. В процессе бомбардировки мишень активно охлаждают. Это исключает протекание в ней диффузионных процессов. В условиях повышенного по сравнению с термическим вакуумным напылением давления значительная часть распыленных атомов рассеивается, что, с одной стороны, уменьшает скорость осаждения, а с другой - повышает равномерность осаждения пленки по площади подложки. Этому же способствует и большая площадь мишени.
Таким образом, по сравнению с термическим испарением в вакууме распыление ионной бомбардировкой позволяет:
1) получать пленки из тугоплавких металлов, перспективных для микроэлектроники;
2) наносить на подложку соединения и сплавы без диссоциации и фракционирования, т. е. без изменения исходного состава;
3) осаждать окисные, нитридные и другие пленки за счет химического взаимодействия распыляемого материала с вводимыми в камеру химически активными газами (реактивное катодное распыление);
4) получать равномерные по толщине пленки на большой площади, в частности, при наличии поверхностного рельефа;
5) многократно использовать мишень в качестве источника материала, что повышает однородность процесса и облегчает его автоматизацию (например, в установках непрерывного действия);
6) обеспечивать высокую адгезию пленок к подложке благодаря специфическим условиям на подложке и высокой энергии осаждающихся атомов (частичное внедрение в решетку материала подложки);
7) обеспечивать малую инерционность процесса.
Для распыления мишени используют ионы инертных газов (обычно аргон высокой чистоты). Источником ионов служит либо самостоятельный тлеющий разряд, либо плазма несамостоятельного разряда (дугового или высокочастотного). В настоящее время в производстве применяют различные процессы распыления, отличающиеся характером питающего напряжения (постоянное, переменное, высокочастотное), способом возбуждения и поддержания разряда (автоэлектронная эмиссия, термоэмиссия, магнитное поле, электрическое ВЧ-поле и т. д.), числом электродов. Такое разнообразие процессов и их модификаций обусловлено стремлением улучшить основные технологические показатели - скорость осаждения, чистоту и однородность по толщине получаемой пленки, а также стремлением расширить круг материалов, используемых для получения пленок этим методом.
Физические основы процесса целесообразно рассмотреть на примере простейшей его разновидности - катодного распыления на постоянном токе самостоятельного тлеющего разряда.
Рис. 12 Схема катодного распыления (двухэлектродная система) и характер распределения потенциала в пространстве между катодом и анодом :
1-анод; 2-подложка; 3 - изолятор;4-экран; 5 - катод-мишень
Физические основы катодного распыления. При катодном распылении используют простейшую двухэлектродную схему (рис.12), называемую также диодной схемой распыления, которая состоит из катода (распыляемой мишени) и анода. Подложки размещают на аноде. Тлеющий разряд создается в разреженном аргоне при давлении 1-10 Па. В процессе распыления непрерывно работает система откачки, а аргон с определенным расходом поступает в камеру через натекатель, что и обеспечивает заданное давление газа. Катод-мишень наводится под отрицательным потенциалом относительно заземленного анода.
Возможные режимы самостоятельного тлеющего разряда можно описать с помощью вольт-амперной характеристики (рис. 13)
Рис. 13 Вольт-амперная характеристика самостоятельного газового разряда
В исходном газовом промежутке «катод - анод» вследствие фотоэмиссии катода, воздействия космического излучения и других причин всегда присутствуют электроны. Кроме того, при высоких напряжениях имеет место автоэлектронная эмиссия с холодного катода. Поэтому пробивная напряженность электрического поля в таком промежутке при давлениях 1-10 Па составляет около 0,5 кВ/см..gif" width="19" height="17">), чтобы вызвать эмиссию электрона с поверхности катода (вторичная ионно-электронная эмиссия), а при определенной кинетической энергии ионы могут выбивать также атомы из материала катода (распыление). Вторичные электроны в результате столкновений должны создавать такое количество ионов (в среднем 1/ на один электрон), которое, с одной стороны, компенсирует их убыль в результате нейтрализации, а с другой - обеспечивает постоянный приток вторичных электронов с катода. В этом случае разряд поддерживает сам себя и называется самостоятельным тлеющим разрядом.
Для тлеющего разряда характерно определенное распределение потенциала, обусловленное расположением пространственных зарядов. Не рассматривая тонкой структуры разряда, можно выделить в нем две основные области: темное катодное пространство и положительный светящийся столб (см. рис. 12). Толщина d к темного катодного пространства (ТКП) приблизительно равна среднему расстоянию, которое проходит вторичный электрон от катода до первого ионизирующего столкновения. В дальнейшем электрон еще способен многократно ионизировать молекулы газа, поскольку его энергия в момент первого столкновения составляет сотни электрон-вольт и существенно превышает энергию, необходимую для ионизации атома, например, аргона (15,7 эВ). Поэтому непосредственно за ТКП образуется область ионизированного газа, в которой число электронов и положительных ионов примерно одинаково. Эта область (область положительного столба) характеризуется высокой проводимостью и малым падением напряжения. Свечение положительного столба объясняется возбуждением нейтральных молекул при их столкновении с электронами, а также рекомбинацией ионов. Благодаря экранирующему действию электронов положительные ионы перемещаются в направлении к катоду главным образом за счет диффузии, так как их дрейф в таких условиях незначителен. Достигая границы ТКП, ионы ускоряются сильным полем и бомбардируют катод. Из-за различия в скорости ионов и электронов в ТКП образуется положительный пространственный заряд, который и обусловливает значительное падение напряжения и высокую напряженность поля. Таким образом, ТКП, в котором практически сосредоточено все поле, играет решающую роль как в обеспечении разряда, так и в процессе распыления. Оно обеспечивает энергию электронов, необходимую для поддержания разряда, и энергию ионов, необходимую для эффективной бомбардировки катода-мишени.
В установившемся режиме (участок 2 ВАХ) падение напряжения в области ТКП принимает определенное значение uнк, называемое нормальным катодным напряжением. Оно зависит от рода газа, его давления р, материала мишени и до определенного значения не зависит от разрядного тока. Последнее объясняется условиями существования нормального тлеющего разряда: при увеличении разрядного тока (за счет увеличения подводимой мощности) площадь катода, покрытая разрядом, увеличивается таким образом, что плотность тока остается неизменной и минимально необходимой для эмиссии вторичных электронов, поддерживающих самостоятельный разряд. Из-за низкой плотности тока распыление мишени в режиме нормального тлеющего разряда незначительно.
Когда вся площадь катода покроется разрядом, дальнейшее увеличение тока приводит к возрастанию его плотности. Это ведет к повышению катодного падения напряжения и повышению коэффициента вторичной электронной эмиссии DIV_ADBLOCK163">
Основной характеристикой, определяющей эффективность распыления, является коэффициент распыления k p, представляющий собой среднее число атомов мишени, распыленных одним ионом. Коэффициент распыления зависит от энергии иона ЕИ, его массы (рода рабочего газа), материала мишени и в некоторой степени от ее температуры и состояния поверхности, а также от угла падения иона. В табл. 1 приведены значения коэффициентов распыления для некоторых металлов.
Таблица 1 Значения коэффициента распыления
Распреде-ляемое вещество | Коэффициент распыления kP |
|||
при ЕИ=600 эВ | при ЕИ =1 кэВ |
|||
Кг | ||||
Коэффициент распыления необходимо рассматривать как случайную величину, обладающую определенными статистическими характеристиками. Как следует из таблицы, увеличение коэффициента распыления возможно за счет увеличения как энергии ионов, так и молекулярной массы газа, в среде которого происходит распыление (Аг, Кг).
Увеличение давления рабочего газа повышает вероятность столкновения распыленных атомов с молекулами газа, в результате чего часть атомов не приходит на подложку, а рассеивается в объеме камеры или возвращается на мишень. При этом скорости распыления и осаждения падают. Таким же образом влияет на эти параметры увеличение расстояния L от катода до подложки. Минимально допустимое значение L должно несколько превышать ширину темного катодного пространства d К, иначе вероятность ионизирующих столкновений вторичных электронов резко уменьшится и разряд станет нестабильным. В то же время высокая энергия электронов вблизи границы ТКП приводит к тому, что интенсивность бомбардировки поверхности подложки повышается и она разогревается, результатом чего является снижение скорости осаждения, а в ряде случаев - возникновение нежелатель-ных радиационных нарушений поверхностного слоя. На практике расстояние L подбирают экспериментально.
Из сказанного следует, что массовая скорость распыления вещества катода, т. е. количество вещества в граммах, распыленного с 1 см2 катода в 1 с, определяется для аномально тлеющего разряда выражением
w = k (u - u НК ) J /(pL ) (5)
где и- напряжение «анод-катод»; иНК -нормальное катодное падение напряжения, при котором распыление пренебрежимо мало;
J -плотность разрядного тока; р- давление рабочего газа; L - расстояние «катод-подложка»; k - постоянная, зависящая от рода газа и материала катода.
Из проведенного анализа ясно, что все технологические параметры распыления (и, иНК, J и р) функционально связаны друг с другом и выбор одного из них однозначно определяет значения других. Это положение иллюстрируется рис. 14, на котором представлены рабочие участки вольт-амперных характеристик разряда при различных давлениях рабочего газа, а также нагрузочная выходная характеристика блока питания. Точка пересечения нагрузочной характеристики с ВАХ определяет режим распыления.
Рис. 14 Семейство ВАХ аномально тлеющего разряда при различных давлениях газовой
смеси (р1 > р2 > р3 > р4 > р5) и нагрузочная характеристика (N) блока питания
При распылении сплавов скорость процесса для разных компонентов в общем случае различна. Обеспечить заданный состав пленок при ионном распылении в большинстве случаев проще, чем при термическом вакуумном напылении. Один из приемов заключается в использовании составных (мозаичных) мишеней, причем соотношение площадей компонентов мишени рассчитывают, исходя из заданного состава пленки и коэффициентов распыления.
Условия конденсации распыленных атомов. При ионном распылении (в отличие от термического вакуумного напыления) поток атомов вещества на подложку имеет следующие особенности:
1) энергия и направление удара атомов о поверхность подложки носят случайный характер по поверхности и во времени;
2) плотность потока атомов на подложку приблизительно на порядок ниже, что обусловливает более низкие скорости роста пленок (~0,5 нм/с);
3) средняя энергия атомов, подлетающих к подложке, на 1-2 порядка более высокая;
4) наряду с нейтральными атомами в потоке присутствуют ионы распыляемого вещества и электроны;
5) относительное содержание молекул остаточного газа в потоке и на подложке более высокое.
Эти особенности придают специфический характер процессу конденсации при ионном распылении. Важным при этом является наличие на поверхности подложки распределенного отрицательного заряда: направляясь к аноду, часть потока электронов остается на поверхности диэлектрической подложки (а затем и пленки), образуя статический заряд, потенциал которого может достигать 100 В (и более) относительно заземленного анода. Под влиянием отрицательного заряда возникают поток положительных ионов остаточного газа, загрязняющего пленку, поток ионов рабочего газа, способствующий десорбции газов, и поток ионов распыленного материала катода, который, двигаясь вдоль подложки к «ямам» потенциального рельефа, приводит к быстрому образованию крупных кристаллов. Рост таких кристаллов приводит к раннему образованию сплошной пленки, т. е. снижает значение критической толщины. Кроме того, зарядовый механизм конденсации объясняет, почему для пленок не существуют критическое значение температуры подложки и критическая плотность пучка.
Образованию крупных кристаллов способствуют также высокие энергии нейтральных атомов распыленного вещества и нагрев подложки из-за бомбардировки. Оба эти фактора обеспечивают высокую миграционную способность атомов.
При катодном распылении легче, чем при термическом вакуумном испарении, достигнуть равномерного распределения конденсата по толщине, так как плоский источник атомов - катод может по размерам быть больше расстояния до подложки (30-80 мм). Так, при диаметре катода 300-350 мм достигается равномерность конденсата по толщине ±2% на площади анода диаметром 150 мм. При планетарном движении подложек на вращающемся аноде равномерность в распределении конденсата улучшается до ±1%.
Ранее были отмечены некоторые побочные явления, способствующие десорбции остаточных газов из пленки. Тем не менее содержание газов в пленке обычно остается высоким. Например, при парциальном давлении остаточных газов 10-4 Па осажденная пленка тантала содержит до 10 ат. % кислорода. Причина повышенного содержания газа в осажденной пленке состоит в низкой плотности потока распыленных атомов на подложку, в то время как плотность потока остаточных газов на подложку имеет примерно тот же порядок, что и при термическом вакуумном напылении. Кроме того, эффективность работы диффузионного насоса (скорость откачки) при давлениях выше 0,1 Па заметно снижается, и несмотря на то, что напуск рабочего газа производят только после откачки до глубокого вакуума (10-4 Па), в присутствии рабочего газа остаточный газ удаляется менее эффективно, и его парциальное давление повышается.
1 Технологические основы микроэлектроники
Средством решения проблемы увеличения надежности, снижения стоимости, массогабаритных показателей и энергопотребления РЭА является комплексная миниатюризация, в широком смысле означающая системный подход к применению в аппаратуре средств микроэлектроники, а в прикладном смысле – метод создания аппаратуры, при котором все ее узлы, блоки и устройства выполнены на базе изделий микроэлектроники. Следует уяснить, что основная задача микроэлектроники – решение вопросов надежности микроэлектронных устройств, состоящих из большого количества элементов. Это и есть – «Тирания большого количества».
Классификация изделий микроэлектроники приведена в .
Основным видом изделий микроэлектроники являются ИМС, которые могут быть квалифицированы по технологии изготовления, степени интеграции, функциональному назначению и по применяемости в аппаратуре. Подробно см. .
Базовые технологические процессы изготовления полупроводниковых ИМС (эпитаксия, термическое окисление, диффузия, ионное легирование, фотолитография, металлизация) достаточно полно и компактно описаны в . Усвойте назначение каждого из базовых процессов, а также умейте без излишней детализации объяснить их сущность.
Основу биполярных полупроводниковых ИМС составляют n-p-n транзисторы. Отличия параметров и характеристик интегрального n-p-n транзистора от дискретного определяются расположением всех трех выводов на одной поверхности, а также влиянием подложки. Обратите внимание на способы улучшения параметров интегрального n-p-n транзистора, в частности, введение скрытого n-слоя.
Диоды полупроводниковых ИМС реализуются на основе n-p-n транзисторов, причем их параметры зависят от схемы включения транзистора в качестве диода.
Весьма важно для понимания принципов построения современных полупроводниковых цифровых ИМС разобраться с устройством и особенностями активных структур, не имеющих дискретных аналогов: многоэмиттерных и многоколлекторных транзисторов, транзисторов с барьером Шотки.
Обратите внимание на проблему реализации p-n-p транзисторов на одной подложке с основными n-p-n транзисторами, поймите отличия горизонтального и вертикального p-n-p транзисторов. Такие элементы наряду с супербета-транзисторами широко используются в полупроводниковых ИМС. Все перечисленные элементы ИМС подробно описаны в .
В МДП ИМС используются структуры с одним типом кандалов (n-МДП, p-МДП) или двумя типами каналов (комплементарные, КМДП). Необходимо ясно понимать, что важным преимуществом МДП ИМС по сравнению с биполярными ИМС является упрощение технологии изготовления и соответственно больший процент выхода годных изделий и меньшая стоимость. МДП активные элементы занимают значительно меньшую площадь на подложке и позволяют реализовать ИМС с очень высокой степенью интеграции при малой потребляемой мощности. Обратите внимание на устройство и особенности КМДП ИМС, являющихся в настоящее время одним из наиболее перспективных типов ИМС. Данные вопросы достаточно кратко и понятно рассмотрены в .
Параметры и характеристики пассивных элементов полупроводниковых ИМС (диффузионных и ионно-легированных резисторов, диффузионных и МДП конденсаторов) существенно отличаются от соответствующих параметров и характеристик дискретных резисторов и конденсаторов.
Способ изоляции элементов в полупроводниковых ИМС, выполненных на основе биполярных структур, во многом определяет как предельно достижимые параметры и характеристики ИМС, так и последовательность технологических операций при их изготовлении. Следует понимать, что в полупроводниковых ИМС на МДП структурах изоляция между элементами не требуется.
Известные способы изоляции между элементами разделяются на два главных типа: изоляция обратно смещенным p-n переходом и изоляция диэлектриком.
Гибридные интегральные микросхемы (микросборки) представляют собой комбинацию пленочных пассивных элементов и дискретных активных компонентов, расположенных на общей диэлектрической подложке. В настоящее время в качестве дискретных активных элементов, кроме бескорпусных транзисторов и диодов, широко используют полупроводниковые ИМС различной степени интеграции, в частности, операционные усилители, триггеры, регистры и т.д. Таким образом, гибридные ИМС представляют собой не только функциональные узлы (усилители, звенья фильтров и т.д.), но и целые блоки устройства РЭА. Аналогом гибридной ИМС в МЭА третьего поколения является печатная плата, заполненная компонентами в виде корпусированных ИМС.
Использование гибридных ИМС в РЭА четвертого поколения позволяет резко уменьшить массогабаритные параметры и повысить надежность.
При изучении гибридных ИМС обратите внимание на особенности толстопленочных и тонкопленочных ИМС, а также параметры и характеристики их пассивных элементов (резисторов, конденсаторов, индуктивностей). Этот материал достаточно подробно изложен в . Методы получения толстых и тонких пленок приведены в .
Особое внимание уделите изучению вопросов расчета и проектирования гибридных ИMС, необходимых для успешного выполнения третьей задачи контрольной работы .
Основные этапы сборки и типы корпусов для полупроводниковых и гибридных ИМС рассмотрены в .
Полярности источников питания на рисунке 3.4 и направления токов для p-n-p транзистора. В случае n-p-n транзистора полярности напряжения и направления токов изменяются на противоположные. Рисунок 3.4 Физические процессы в БТ. Этот режим работы (НАР) является основным и определяет назначение и название элементов транзистора. Эмиттерный переход осуществляет инжекцию носителей в узкую...
Принципов и явлений, реализация которых позволяет получить приборы со сложным схемотехническим или системотехническим функциональным назначением. В функциональной микроэлектронике начинают использовать (рис.1): Рис. 1. Основные направления функциональной микроэлектроники. Оптические явления (когерентная и некогорентная оптика, нелинейная оптика, электрооптика, магнитооптика). Их...
Главная > Курс лекций
ОСНОВЫ МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ
(курс лекций)
Лекция 1 (принести на лекцию литературу и экспонаты)
Раздел 1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Интегральные микросхемы (ИМС) являются элементной базой ЭВМ. Сложные вычислительные системы содержат несколько миллионов элементов. Поэтому важнейшее значение приобретают проблемы повышения надежности и микроминиатюризации ЭВА.
Если бы мы попытались реализовать современный компьютер на обычных дискретных компонентах, как это делалось лет 30 назад (вспомните наши отечественные телевизоры), то получилось бы следующее: один транзистор в корпусе занимает объем около 1 см 3 . Только сам процессор в этом случае имел бы объем в 5–10 млн куб. см - т.е. 5–10 кубометров. Это не считая плат, блоков, стоек, и т.д. Потребовалось бы около 20 млн паек как минимум. Если рассчитать по формулам надежность (т.е. время наработки на отказ) этой системы, то оно составило бы менее одной секунды. Иначе говоря, такая ЭВМ вообще никогда бы не заработала. Для тех, кто заинтересуется, я в свободное время мог бы рассказать, как мы работали на больших машинах класса ЕС (лучшая машина ЕС уступает устаревшей IBM-286 и работает в 10 000 раз медленнее "Пентиума"). Так что интегральные схемы по-существу решили судьбу вычислительной техники.
Теперь о литературе. Мы будем изучать не самые новые разработки ИМС (понимание современной микроэлектроники требует другой физики, которую вы не изучали), и для вас будет полезной любая книга издания после 1980 г. Но некоторые особенно полезны:
1. И. П. Степаненко, Основы микроэлектроники, - М., Сов. радио, 1980 г., 423 с.
2. Р. Маллер и Т. Кейминс, Элементы интегральных схем. - М., Мир, 1989 г., 632 с.
3. Ю. М. Калниболотский, Ю. В. Королев, Г. И. Богдан, В. С. Рогоза, Расчет и конструирование микросхем. - Киев, Выща школа, 1983 г., 208 с.
4. Конструирование и технология микросхем. Курсовое проектирование (под ред. Л. А. Коледова). - М., Высшая школа, 1984 г., 232 с.
5. У. Тилл и Дж. Лаксон, Интегральные схемы - материалы, приборы, изготовление, М.- Мир, 1985 г., 504 с.
Различают интегральную и функциональную микросхему. Примером первой является ИМС, полученная на одной полупроводниковой подложке, скажем, операционный усилитель или процессор. Примером второй служит пьезоэлектрический резонатор.
Небольшой экскурс в историю: электроника как наука зародилась еще в 19 веке благодаря исследованиям в области физики переноса электрических зарядов в различных средах и взаимодействия зарядов в электрических и магнитных полях. Существуют три направления развития электроники (с точки зрения элементной базы):
Вакуумная : электровакуумные и газоразрядные лампы, электронно-лучевые приборы, фотоэлектрические приборы, рентгеновские трубки;
Твердотельная : полупроводниковые приборы, ИМС, оптоэлектронные приборы;
Квантовая : лазеры и мазеры, радиоастрономические приборы, голографические приборы.
взаимосвязанных компонентов (транзисторов, диодов, конденсаторов, резисторов и т.п.), изготовленная в едином технологическом цикле (т.е. одновременно), на одной и той же несущей конструкции - подложке , и выполняющая определенную функцию преобразования информации.
Компоненты, которые входят в состав ИС и поэтому не могут быть выделены из нее в качестве самостоятельных изделий, называются элементами ИС или интегральными элементами . В отличие от интегральных элементов, конструктивно обособленные элементы и детали, свойственные "домикроэлектронной" эпохе, будем называть дискретными компонентами , а электронные узлы и блоки, построенные на их основе - дискретными схемами .
Не следует смешивать слова "микроминиатюризация" и "микроэлектроника". Микроэлектроника - это область электроники, охватывающая проблемы исследования,
– 2 – Лекция 1
конструирования, изготовления и применения электронных устройств с высокой степенью интеграции, реализованных на одной подложке, так что саму ИМС можно рассматривать как конструктивно единый радиоэлемент (со всеми вытекающими отсюда последствиями: надежность - как у одного элемента, число выводов - как у одного элемента, и т.д.).
Современные задачи уже невозможно решать на основе старой элементной базы. Основными факторами, лежащими в основе смены элементной базы, являются: надежность, габариты и масса, стоимость и мощность. Простой пример иллюстрирует причины перехода от этапа транзисторной техники к этапу микроэлектроники.
Пусть требуется построить компактное электронное устройство, содержащее 10 8 компонентов. Если попытаться решить эту задачу на дискретных компонентах, характеризуемых средней мощностью 15 мВт, средним размером (с учетом соединений) 1 см 3 , средней массой 1 г, средней ценой 50 коп, и вероятностью отказа 10 –5 час –1 , то результат будет следующий: мощность, рассеиваемая устройством - 1,5 тысячи кВт, габариты 100 м 3 , масса 100 т, стоимость (без учета монтажных работ) - 50 млн гривен (около 10 млн долларов).
Кроме того, на монтаж устройства даже при двухсменной работе потребуется 10 человеко-лет, и серийный выпуск его может оказаться непосильным для народного хозяйства. (Забудем пока о том, что даже опытный радиомонтажник допускает 3–5 ошибок на 1000 паек, которые потом приходится выискивать.)
Однако самый главный недостаток состоит в том, что средняя частота отказов (10 –5. 10 8) оказывается равной 10 3 /час, т.е. около 1 отказа за 3 сек, что, конечно, говорит о неработоспособности устройства.
Применяемые при изготовлении ИМС технологические процессы имеют групповой характер (т.е. на одной пластине создается сразу много микросхем). Допустим, что таких ИМС 100 штук, и каждая имеет по 1000 транзисторов и пассивных элементов. Значит, грубо говоря, число спаев составило бы около 100 тыс. (вообще-то - намного больше), а число ошибок - не менее 300. В ИМС же подобные ошибки отсутствуют, так как припаивать отдельные элементы друг к другу нет нужды.
Элементная база электронных устройств претерпела несколько этапов развития:
Первое поколение . Дискретная электроника с преобладанием электровакуумных и газоразрядных приборов. Затем роль активных радиокомпонентов стали играть транзисторы. РЭА собирали на отдельных платах или модулях, которые объединяли в блоки, блоки - в стойки, стойки - в устройства.
Второе поколение . Появление в 1948 г. точечного биполярного транзистора (Бардин и Бронштейн) а затем - более надежного сплавного транзистора (Шокли) ознаменовало второе поколение РЭА и ЭВА. В точечных полупроводниковых приборах p-n -переходы создавались в месте контакта двух заточенных проволочек с полупроводником. Однако точечные контакты были нестабильными.
В сплавных p-n -переходах контакт p- и n -областей достигается взаимодействием жидкой фазы вплавляемого электрода, содержащего легирующую примесь, с твердым полупроводником. Хотя сплавные приборы более стабильны, чем точечные, они характеризуются довольно низким коэффициентом усиления по току (из-за толстой базы порядка 10 мкм) и низкой f гр (из-за довольно больших емкостей p-n -переходов, обусловленных большими площадями этих переходов).
Более перспективными оказались транзисторы, получаемые с помощью процессов диффузии примесей в полупроводниковую подложку. Толщина базы может составлять здесь 0,2–0,3 мкм. В конце 50-х г.г. зародилась планарная технология, в которой были воплощены идеи получения p-n -переходов на основе процессов диффузии. Эта технология подготовила зарождение элементной базы третьего поколения - ИМС.
И наконец, четвертое поколение элементной базы РЭА и ЭВА составляют функциональные схемы.
Нужно сказать, что все перечисленные поколения существуют и ныне, непрерывно развиваясь. Так, применение печатного монтажа, более совершенных материалов, трансформаторов, разъемов, уменьшение габаритов электронных и полупроводниковых приборов позволили существенно уменьшить размеры
– 3 – Лекция 1- 2
радиотехнических систем. Например, удельная емкость керамических конденсаторов за 30 лет увеличилась в 250–300 раз, а габариты резисторов снижены в 2–10 раз. Появился даже такой термин, как микроминиатюризация - реализация электронных схем, блоков, узлов и аппаратуры в целом из микроминиатюрных радиодеталей и узлов. Типовым решением задачи микроминиатюризации является создание микромодулей с последующей их герметизацией. Если в обычной печатной схеме плотность упаковки составляет 3–5 деталей / см 3 , то в микромодулях - 10–20 дет/см 3 . Увеличение плотности упаковки всегда влечет за собой повышение надежности аппаратуры.
Высокая надежность ИМС и микроэлектронной аппаратуры объясняется также применением особо чистых материалов, специальных условий изготовления, герметичностью ИМС, а также отсутствием паянных соединений. Очень малые габариты ИМС и потребляемые токи делают их весьма экономичными устройствами по сравнению с обычными РЭ устройствами.
Постоянное сокращение площади, занимаемой одним элементом (с 50 50 мкм 2 до 11 мкм 2 и менее), позволяет увеличивать степень интеграции k = lg N , где N - число элементов и компонентов, входящих в ИМС.
Так, при N = 1 ... 10 k = 0 ... 1, получаем ИМС первой степени интеграции,
N = 10 ... 100 k = 1 ... 2 - ИМС 2-й степени интеграции,
N = 100 ... 1000 k = 2 ... 3 - ИМС 3-й степени интеграции,
N = 1000 ... 10 000 k = 3 ... 4 - ИМС 4-й степени интеграции,
N = 10 000 ... 100 000 k = 4 ... 5 - ИМС 5-й степени интеграции.
Применяют еще и такие термины:
а) если k 1 (N 10) - простая ИМС,
б) если 1 k 2 (10 N 100) - средняя ИМС (СИС),
в) если 2 k 4(100 N 10 000) - большая ИМС (БИС),
г) если k 4 (N 10 000) - сверхбольшая ИМС (СБИС).
Примером СБИС является микропроцессор (плотность упаковки элементов - это число элементов, чаще всего - транзисторов, на единицу площади - 500–1000 элементов / мм 2 и более - на сегодняшний день порядка 100 000).
По способу реализации различают: 1) полупроводниковые ИМС; 2) пленочные ИМС тонкопленочные (пленки толщиной до 1 мкм) и толстопленочные (более 1 мкм); 3) гибридные ИМС (пленочные пассивные элементы и навесные активные компоненты); 4) совмещенные ИМС (пленочные пассивные элементы и полупроводниковые активные элементы в полупроводниковой подложке).
(Конец лекции 1 )
Лекция 2
Раздел 2. ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ИМС
2.1. Основные этапы изготовления ИМС
В качестве основного полупроводника используется кремний (Si). Это очень распространенный на земле элемент (25,7 % земной коры по весу).
Атомный номер - 14
Атомный вес - 28,06
Температура плавления - 1420 С
Ширина запрещенной зоны E g = 1,12 эВ (при 300 К)
Подвижность свободных электронов n = 1350 см 2 /(В. с) (при 300 К)
Подвижность дырок p = 480 см 2 /(В. с) (при 300 К)
Диэлектрическая проницаемость = 12
Акцепторы: B, Al
– 4 – Лекция 2
Доноры: P, As, Sb
Удельное сопротивление = 2,5 . 10 5 Ом . см (300 К)
Концентрация пар n i = 1,5 . 10 10 см -3 (300 К) (кстати, для германия n i = 2,5 . 10 13 см -3)
Постоянная решетки: 5,43 Å (300 К)
Число атомов в 1 куб. см вещества: 5 . 10 22 см -3 .
Германий тоже используется в полупроводниковой технологии, но только для производства дискретных диодов и транзисторов. Для производства ИМС германий не применяется. Во-первых, для германия E g = 0,77 эВ, поэтому германий чувствителен к изменению температуры. Во-вторых, двуокись германия GeO 2 может иметь два типа кристаллической решетки - кубическую и гексагональную, из которых первую трудно получить, а вторая растворяется в воде. Как мы увидим дальше, окисел, выращенный на поверхности полупроводника, играет важную роль как пассивирующий слой. В общем, GeO 2 не может играть роль пассивирующего слоя, а SiO 2 - может. Кроме того, на поверхности кремния можно нарастить слой нитрида кремния Si 3 N 4 , который равномерно ложится на поверхность полупроводника. И наконец, SiO 2 играет роль маски благодаря своей низкой температурной чувствительности и стойкости к водным растворам.
Но самая главная причина - это низкая температура плавления германия, не позволяющая проводить высокотемпературную диффузию примесей. Как мы увидим ниже, для того чтобы внедрить примеси в полупроводник за реальное время (пусть даже несколько часов), его нужно нагреть не менее чем до 1000 градусов. Германий при этой температуре уже расплавится (температура плавления 936 С). А загонять примеси при безопасной для германия температуре - 700 750 С пришлось бы многие месяцы и годы.
По этим причинам кремний является более технологичным для производства полупроводниковых ИМС, чем германий.
Еще одним полупроводником для ИМС является арсенид галлия GaAs (A III B V):
E g = 1,4 эВ
n = 11 000 см 2 /(В. с)
p = 450 см 2 /(В . с)
= 4 . 10 8 Ом . см
n i = 1,5 . 10 6 см -3 .
Благодаря своей широкой E g он еще менее чувствителен к температуре, чем кремний. А ввиду очень высокого n коэффициенты усиления транзисторов получаются больше, чем в кремниевых приборах, и, кроме того, частотные свойства транзисторов оказываются существенно лучше, чем на основе кремния. Так как арсенид галлия - многодолинный полупроводник (объяснить, что это) то он находит применение в СВЧ-микросхемах для создания генераторов (на основе эффекта Ганна). Правда, GaAs намного дороже, чем Si. Кроме того, хотя сам GaAs нетоксичен, но его технология высоко токсична.
Итак, основным элементом современных ИМС является кремний.
Теперь рассмотрим самую упрощенную последовательность технологических операций изготовления ИМС (опустим этап подготовки пластин - резка, полировка и т.д.). Я не буду перечислять все операции, а дам лишь краткую характеристику того, что приходится делать. (Тилл и Лаксон, с. 15.)
1. Проектирование схемы
2. Проектирование фотошаблонов
3. Изготовление фотошаблонов
4. Фотолитография
5. Локальное внедрение примесей (4 и 5 повторяются несколько раз)
6. Металлизация
7. Травление металла
8. Контроль на пластине
9. Скрайбирование (резка пластины на отдельные кристаллы)
10. Выходной контроль
– 5 – Лекция 2
11. Установка в корпус
12. Создание выводов из корпуса.
Это - лишь краткий перечень. Обычно число операций составляет 50–200. Ниже мы рассмотрим лишь небольшой фрагмент технологии - по изготовлению самих ИМС.
Но прежде я хотел бы сделать одно замечание, касающееся пункта 1. Традиционные методы проектирования дискретных схем, где в максимальной степени используются пассивные элементы, приходится отвергнуть как бесполезные, поскольку транзисторы занимают на кристалле меньше места, чем пассивные компоненты. Катушек индуктивности попросту не существует, конденсаторы велики по площади и малы по емкости, а для резисторов с большим сопротивлением требуется слишком много места.
А теперь - собственно об изготовлении:
Для получения полной конфигурации ИМС требуется использовать 5–6 фотошаблонов для биполярной ИМС или до 10 - для МДП БИС. Изготовление фотошаблонов требует высокой точности. Далее с помощью компьютера оригинал копируется на двух-координатном графопостроителе с 20-кратным уменьшением. Затем рисунок уменьшается еще в 20 раз с помощью шагового процесса мультипликации. Последний воспроизводит
(мультиплицирует) фотошаблон 100–1000 раз, четко располагая копии по строкам и столбцам - так получаются сотни и тысячи одинаковых фотошаблонов. На фотошаблоне размещают контрольные области, которые дают возможность контролировать процесс реализации ИМС поэтапно.
Другой способ получения фотошаблонов сразу в натуральную величину - нанесение их лучом сканирующего электронного микроскопа, который управляется компьютером.
– 6 – Лекция 2
После каждой процедуры получения очередного р - или n -слоя полупроводник покрывают слоем двуокиси кремния SiO 2 . Затем на SiO 2 наносят слой фоторезиста (позитивного или негативного) и фотошаблон.
Позитивный ФР твердеет в местах, не облученных светом, негативный - наоборот. Далее структуру подвергают действию света (экспонирование), ФШ снимают, а экспонированную структуру проявляют и промывают. В тех местах, где произошло задубливание ФР, последний остается на поверхности структуры. Например, в случае позитивного ФР он задубливается в тех местах, которые находились под непрозрачными участками ФШ, в случае негативного - наоборот. Задубленный ФР образует маску , которая защищает поверхность SiO 2 на последующей операции его травления. Травление SiO 2 осуществляется плавиковой кислотой HF.
Плавиковая кислота растворяет SiO 2 в тех местах, которые не защищены маской из ФР. Так образуются в SiO 2 окна.
Затем выполняют диффузию легирующих примесей в кремний, тщательно выдерживая состав среды и температуру. Так, в р -кремнии для создания n -области можно использовать фосфор и сурьму. Если исходной пластиной является n -кремний, то для создания р -области обычно используют бор. Затем после процесса диффузии полученную структуру пассивируют .
Все описанное выше называется фотолитографией . Этот процесс повторяется несколько раз для формирования транзисторов, диодов, резисторов и конденсаторов в эпитаксиальном слое.
– 7 – Лекции 2–3
(Конец лекции 2 )
Лекция 3
После того как в подложке получены все необходимые элементы ИМС, в SiO 2 травятся
окна для получения в нужных местах металлических контактов (обычно - алюминиевых). Алюминий наносится в вакууме на всю пластину либо осаждением паров, либо электронно-лучевым методом. Лишний металл удаляют, используя фотошаблон, аналогично тому, как было описано выше, т.е. травлением, и оставляют его в тех местах, где требуется, для межсоединений и контактов. Этот фотолитографический процесс иногда называется фотогравировкой . Затем полученную структуру отжигают, чтобы сделать алюминий более плотным, и покрывают структуру слоем пассивирующего окисла SiO 2 .
(На примере курсового проекта и стекляшек рассмотреть все маски,
требуемые для изготовления ИМС.)
После изготовления ИМС испытываются. Бракованные ИМС помечают чернилами. Затем пластину скрайбируют - либо алмазным резцом, либо лучом лазера, и разламывают на отдельные кристаллы. Каждый такой кристалл (их иногда называют чипами) помещают в отдельный корпус и присоединяют к нему внешние выводы методом термокомпрессии - прижимают волосок к контактной площадке и пропускают электрический разряд через место соединения для приваривания.
И наконец, на заключительном этапе выполняется герметизация ИМС в корпусе.
Выводы
1. n - и р -области полупроводниковой ИМС получаются в результате таких операций, как эпитаксия, диффузия, и некоторых других (например, ионная имплантация ).
2. Выборочное травление и диффузия примесей в полупроводниковую подложку осуществляется с помощью фотолитографического процесса.
3. После каждой фотолитографии структура пассивируется пленкой SiO 2 .
2 .2. Эпитаксия
Эпитаксией называют процесс выращивания монокристаллических слоев на подложке, при котором кристаллографическая ориентация выращиваемого слоя повторяет кристаллографическую ориентацию подложки.
В настоящее время эпитаксия обычно используется для получения тонких рабочих слоев однородного полупроводника на сравнительно толстой подложке, играющей роль несущей конструкции.
Типовой - хлоридный процесс эпитаксии применительно к кремнию состоит в следующем. Монокристаллические кремниевые пластины загружают в тигель ("лодочку")
– 8 – Лекция 3
и помещают в кварцевую трубу. Через трубу пропускают поток водорода, содержащий немного примеси тетрахлорида кремния SiCl 4 . При высокой температуре (около 1200 С), которая обеспечивается высокочастотным нагревом тигля, на поверхности пластин происходит реакция
SiCl 4 + 2Н 2 = Si + 4НCl.
В результате реакции на подложке постепенно осаждается слой чистого кремния, а пары НCl уносятся потоком водорода. Эпитаксиальный слой осажденного кремния монокристалличен и имеет ту же кристаллографическую ориентацию, что и подложка. Химическая реакция, благодаря подбору температуры, происходит только на поверхности пластины, а не в окружающем пространстве. Чтобы осаждение кремния из газовой фазы
было эпитаксиальным, нужно сильно нагреть пластину, так чтобы осаждающиеся атомы кремния могли перемещаться в положения, в которых они образовывали бы с подложкой ковалентные связи. При этом атомы должны успеть продолжить монокристаллическую решетку до того, как они будут накрыты следующими слоями осаждающихся атомов. Это и определяет температуру эпитаксии - от 900 до 1250 С.
Если к парам тетрахлорида кремния добавить пары соединений бора (В 2 Н 6) или фосфора (РН 3), то эпитаксиальный слой будет иметь уже не собственную, а cоответствен-но дырочную или электронную проводимость, поскольку в ходе реакции в осаждающийся кремний будут внедряться акцепторные атомы бора или донорные атомы фосфора.
Таким образом, эпитаксия позволяет выращивать монокристаллические слои любого типа проводимости и любого удельного сопротивления на подложке, обладающей также любым типом и величиной проводимости.
Эпитаксиальная пленка может отличаться от подложки по химическому составу. Способ получения таких пленок называют гетероэпитаксией , в отличие от гомоэпитаксии , описанной выше. Конечно, при гетероэпитаксии материалы пленки и подложки должны по-прежнему иметь одинаковую кристаллическую решетку. Например, можно выращивать кремниевую пленку на сапфировой или шпинельной подложке. (Шпинель - общая химическая. формула - А 2+ В 2 3+ О 4 , где А - Fe, Mg, Zn, Mn и др.;
B - Al, Cr, Ti и др. Прозрачная красная и синяя шпинель - драгоценный камень.)
Граница между эпитаксиальным слоем и подложкой не получается идеально резкой, так как примеси в процессе эпитаксии частично диффундируют из одного слоя в другой. Это обстоятельство затрудняет создание сверхтонких (менее 1 мкм) и многослойных эпитаксиальных структур. Основную роль в настоящее время играет однослойная эпитаксия. Она существенно пополнила арсенал полупроводниковых технологий: получение таких тонких однородных слоев (1–10 мкм), какие обеспечивает эпитаксия, невозможно иными средствами.
2.3. Легирование - введение примесей в полупроводник
Избирательное введение примесей в монокристалл кремния дает возможность наладить массовый выпуск электронных схем с исключительно малыми размерами.
Представьте себе решетку монокристалла кремния. В идеальном случае мы хотели бы заменить некоторые горизонтальные и вертикальные ряды атомов кремния атомами акцепторной или донорной примеси р - или n -типа. К сожалению, такое направленное идеальное введение примеси невозможно. Две доступные технологии введения примесей - диффузия и ионное внедрение (ионная имплантация ).
Метод диффузии состоит в том, что примесь приводится в соприкосновение с поверх-ностью монокристалла кремния. Когда монокристалл разогрет, атомы примеси проникают внутрь монокристалла и заменяют атомы кремния, "вытряхнутые" со своих мест.
– 9 – Лекция 3
Метод ионного легирования состоит в том, что на поверхность монокристалла кремния направляют пучок ионов примеси, имеющих высокую скорость. Эти ионы проникают в толщу кристалла и в результате взаимодействия с атомами решетки замедляются и останавливаются.
Мы рассмотрим виды диффузии, возможные в кремнии, законы, которым подчиняется процесс диффузии, поведение коэффициента диффузии, а также вопросы растворимости примесей в кремнии. Будут проведены решения уравнений диффузии (второй закон Фика) в двух случаях и обсуждены некоторые способы расчета диффузионных слоев. Будет также описан процесс ионного внедрения и рассмотрена связь общей концентрации
примеси и распределения концентрации с параметрами имплантационной системы: током пучка и ускоряющим напряжением.
Виды диффузии (Ч. Уэрт и Р. Томсон, Физика твердого тела, с. 75–87)
Данный материал тесно связан с природой дефектов, о которых рассказывается в курсе МЭТ. Рассматривая температуру как тепловую вибрацию, можно предположить, что решетка трясется настолько сильно, что некоторые атомы покидают свои места и замещаются другими. Если поблизости окажется атом примеси приблизительно с тем же размером и валентностью, он может заменить ушедший атом в узле решетки. Такой процесс называется диффузией замещения или диффузией по вакансиям . Атомы примеси прыгают по узлам решетки стохастически (случайно) во всех направлениях. Допустим, что этот случайный процесс начался в какой-то одной области с некоторой концентрацией примесей. Тогда количество атомов, способных вернуться в область с более высокой концентрацией примеси, будет меньше числа атомов, способных попасть в область с более низкой концентрацией. Таким образом, движение примеси будет в целом направлено в сторону снижения концентрации. Но для движения примеси в кристалле требуется, чтобы на пути атома примеси встречались вакансии. Значит, скорость диффузии замещения зависит от скорости возникновения вакансий в решетке.
Однако, атом примеси может найти себе место в кристалле и не замещая атом исходного элемента. Это так называемые междоузлия. При высоких температурах атомы примеси могут перепрыгивать с одного междоузлия на другой, передвигаясь таким образом по решетке кристалла. Такое движение называется диффузией внедрения . Диффузия внедрения имеет гораздо бóльшую скорость распространения, чем диффузия замещения, поскольку междоузлия, как правило, свободны, а для осуществления замещения приходится ждать образования вакансий.
В кристаллической решетке может иметь место комбинация указанных видов диффузии. Некая доля примеси совершает диффузию внедрения, а остальная часть - диффузию замещения. Чтобы построить модель процесса диффузии внедрения, будем считать, что этот процесс может начаться от узла решетки или междоузлия и кончаться тоже как на узле решетки, так и на междоузлии, но движение атома идет только по междоузлиям.
Все доноры и акцепторы, применяемые обычно для кремния, диффундируют по вакансиям. По междоузлиям диффундируют золото, железо, медь и литий. Железо, медь и литий обычно нежелательны, но золото намеренно вводят процессом диффузии в некоторые быстродействующие ИМС. Атомы золота диффундируют по междоузлиям, но большинство из них останавливается в узлах решетки, образуя примесь замещения. Атомы золота не очень подходят к решетке кремния. Они образуют в ней что-то вроде неоднородности. Поскольку рекомбинация электронно-дырочной пары происходит вблизи неоднородности, то атомы золота являются причиной увеличения скорости рекомбинации и соответственного уменьшения среднего времени жизни подвижных
– 10 – Лекции 3 – 4
носителей заряда. Атомы золота уменьшают время жизни носителей и в силу этого увеличивают скорость переключения. Правда, по многим причинам применение золота для увеличения скорости переключения сейчас стараются вытеснить другими методами - модификацией геометрии элементов, техники изготовления и проектирования схем.
Скорость диффузии зависит от ряда факторов, связанных со структурой материала, в частности, от межатомного расстояния, химического номера элемента, типа связи между атомами в решетке, и т.д. Однако поскольку частота скачков отдельных атомов экспоненциально зависит от температуры, то уравнение диффузии в функции от температуры часто записывают в виде
D = D 0 . e – Q /(kT ) , (1)
где D 0 называется частотным фактором (не зависящим от температуры), а Q - энергия активации. D 0 и Q для большинства практически используемых материалов можно найти в литературе (Уэрт и Томсон, с. 87, Э. А. Матсон и Д. В. Крыжановский [СППКМ], и др.)
Концентрация примеси в материале не может быть сколь угодно большой: она ограничена особым параметром - предельной растворимостью примеси, которая сама зависит от температуры: при некоторой температуре достигает максимального значения, а затем снова уменьшается. Максимальные предельные растворимости вместе с соответствующими температурами для некоторых материалов я вам сейчас приведу (Степаненко [ОМ] - с. 162, Тилл и Лаксон [ИСМПИ] - с. 74–75):
| N пр, см -3 | Курс лекций |
Данное учебное пособие рассчитано на студентов педагогических вузов. Учитывая специфику подготовки и задачи будущих педагогов, в книге существенно расширены разделы, посвященные истории развития ЭВМ и основам записи информации на различных носителях, в том числе и тех. которые находятся в стадии исследования и разработки. Также сделан акцент на возможные практические аспекты применения основ математической логики: представлены некоторые лабораторные работы и практические задания, которые могут быть выполнены учащимися школ. Книга может быть интересна преподавателям, студентам, а также учителям информатики.
Из истории вычислительной техники.
Любой человек, пользуясь своими органами чувств (зрением, слухом и т.п.), постоянно получает сведения об окружающем его мире. Эта сведения принято называть информацией. Информация может иметь различную природу. Это могут быть звуки, образы, запахи и многое другое. Наше представление об исследуемом объекте тем полнее, чем более разнообразную информацию мы о нем получаем. Таким образом, информация это важное понятие, которое характеризует самые разные стороны нашей жизни. Все сказанное выше относилось к бытовому восприятию информации, но бывают ситуации, когда ее необходимо измерить и оценить достаточно точно. Рассмотрение информации в научном смысле позволяет измерить и объективно оценить ее. руководствуясь подходом предложенным основоположником теории информации Клодом Элвудом Шенноном. Естественно, при количественном измерении той или иной величины возникает вопрос о единицах ее измерения. Так единицей количества информации принято считать такое ее количество, которое уменьшает неопределенность знания о предмете в два раза. Эта единица названа битом. Существует, правда, и другая единица измерения, называемая битом (это количество, которое уменьшает неопределенность знания о предмете в десять раза), но она практически не используется.
Как было сказано выше, человек постоянно воспринимает огромное количество информации, и с течением времени были придуманы различные способы ее обработки: сначала речь шла только о цифрах и счете. а затем и о сортировке вербальной информации (иначе говоря, слов и предложений). Однако совершенствование таких устройств, к сожалению. не уменьшает информационного потока, а. напротив, приводит к его росту. Однажды ступив на этот путь, человечество попало в собственную ловушку. В настоящее время для более эффективной работы с информацией используется компьютер, основные узлы которого постоянно совершенствуются, поэтому в предлагаемой книге будут рассмотреть лишь общие принципы их создания. В развитии вычислительной техники принято выделять три основных этапа: домеханический, механический и электронный.
Оглавление
Предисловие
ГЛАВА 1. ИЗ ИСТОРИИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
Введение
§ 1 Домеханический этап
§ 2 Механический этап
2.1. Первые механические счетные приборы
2.2. Первые аналитические машины
§ 3 Электронные вычислительные машины
3.1. Периодизация развития ЭВМ
3.2. Электронное машиностроение в России
3.3. Аналоговые и цифровые вычислительные машины
ГЛАВА 2. ЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭВМ
§ 4. Элементы алгебры логики
4.1. Основные операции Булевой алгебры
4.2. Тождества. Основные законы и соотношения Булевой алгебры
4.3. Составление логической функции по таблице истинности
§ 5. Минимизация логических функций
5.1. Аналитический метод
5.2. Графический метод - карты Карно (1953)
ГЛАВА 3. ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА ЦИФРОВЫХ УСТРОЙСТВ
§ 7 Арифметические устройства
7.1. Сумматоры
7.2. Вычитатели
§ 8 Узлы цифровой электроники
8.1. Шифратор
8.2. Дешифратор
8 3. Мультиплексор
8.4. Демультиплексор
§ 9. Элементы последовательной логики. Триггеры
9.1. Триггеры с раздельным запуском (RS-триггеры)
9.2. Триггер с приемом информации по одному входу (D-триггер)
9.3. Триггер со счетным входом (Т-триггер)
§ 10 Счетчики
§ 11 Регистры
ГЛАВА 4. ПАМЯТЬ ЭВМ. ФИЗИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ЗАПИСИ И XPAHEНИЯ ИНФОРМАЦИИ
§ 12 Память ЭВМ
12.1. Функции памяти
12.2. Характеристики запоминающих устройств
12.3. Запоминающие среды
12.4. Перфокарты и перфоленты
§ 13 Запись информации на магнитных носителях
13.1. Запись информации на магнитной пленке
13.2. Запись информации на ферритовых кольцах и магнитной матрице
13.3. Нанокольца и наностержни для магнитной записи
§ 14 Оптическая память
14.1. Голография
14.2. Оптические диски
§ 15. Сверхпроводящая память (криогенная память)
15.1. Сверхпроводимость и ее свойства
15.2. Принцип записи информации на сверхпроводниках
15.3. Криотрон
15.4. Элемент памяти Кроу
15.5. Сравнительная характеристика различных носителей информации
§ 16. Другие типы памяти
16.1. Оксидная память
16.2. Память на кварцевом стекле
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ
Кодирование информации
Позиционная и непозиционная системы счисления
Египетская система
Система индейцев Майя
Латинская (римская) система
Перевод чисел из одной системы счисления в другую
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
Лабораторная работа № 1
Лабораторная работа № 2
Лабораторная работа № 3
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. МАТЕРИАЛЫ ПО ОРГАНИЗАЦИИ ЗАНЯТИЙ
Рабочая программа дисциплины «Основы микроэлектроники»
Рабочий план
План семинарских занятий
Задачи для подготовки к контрольной работе
Список лабораторных работ
Примерная тематика рефератов
Рекомендуемая литература
Основная
Дополнительная
Литература для работы над темами рефератов
Ретро литература
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ДЛЯ УЧАЩИХСЯ
ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ШКОЛЫ
Лабораторная работа № 1
Лабораторная работа № 2
Лабораторная работа № 3
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ КУРСА ПО ВЫБОРУ ДЛЯ УЧАЩИХСЯ ОСНОВНОЙ ШКОЛЫ
Курс по выбору для учащихся основной школы «Системы счисления
Двоичная система счисления и ЭВМ»
Тематическое планирование курса по выбору для основной школы
Программа курса по выбору
Введение
История развития вычислительной техники
Системы счисления. Двоичная система счисления
Список лабораторных работ
Примерные темы реферативных работ.
