Изготовление монокристалла полупроводникового материала

Общие сведения о микросхемах и технологии их изготовления

ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МИКРОСХЕМ

Физико-химические показатели майонезов

Оценка качества майонезов

По органолептическим показателям майонезы должны соответст­вовать требованиям, приведенным в табл. 13.5, по физико-химическим показателям - табл. 13.6

Органолептические показатели майонезов

 

 

 

Показа­тели	Столовый «Провансаль»	С пряностями	С вкусовыми и жели-рующими добавками	Диетические
острые	сладкие
Вкус и	Вкус нежный,	Острый с	Острый с	Сладкий с	Нежный, в
запах	слегка острый,	привкусом и	привкусом и	привкусом	зависимости
	кисловатый,	запахом вне-	запахом	и запахом	от назначе-
	без следов	сенных пря-	внесенных	внесенных	ния может
	горечи, с запа­хом и привку­сом горчицы и	ностей	пряностей	вкусовых добавок	быть слегка острым, ки­словатым, без
	уксуса				выраженной горечи
Продолжение таблицы 13.5
Конси-	Однородная	Однородная	Однородная	Однород-	Однородная
стенция	типа густой	типа густой	с наличием	ная с нали-	типа густой
и внеш-	сметаны. До-	сметаны с на-	частиц вне-	чием час-	сметаны.
ний вид	пускаются	личием частиц	сенных до-	тиц внесен-	Допускаются
	единичные	добавляемых	бавок. До-	ных доба-	единичные
	пузырьки	пряностей.	пускаются	вок. Допус-	пузырьки
	воздуха	Допускаются	единичные	каются еди-	воздуха
		единичные	пузырьки	ничные
		пузырьки воз-	воздуха	пузырьки
		духа		воздуха
Цвет	Желтовато-	Обусловлен-	Обуслов-	Обуслов-	От светло-
	кремовый,	ный внесен-	ленный вне-	ленный	кремового до
	однородный	ными пряно-	сенными до-	внесенны-	желто-кре-
	по всей массе	стями, одно-	бавками, од-	ми добав-	мового, од-
		родный по	нородный по	ками. Од-	нородный по
		всей массе	всей массе	нородный	всей массе
				по всей	или обуслов-
				массе	ленный вне-
					сенными
					добавками

Содержание токсичных элементов, афлатоксинов, пестицидов, а также микробиологические показатели не должны превышать допусти­мые уровни, установленные медико-биологическими и санитарными нормами качества продовольственного сырья и пищевых продуктов.

 

 

Показатели	Майонез
высоко­калорийный	средне-калорийный	низко­калорийный
Массовая доля, %: жира	более 55	40-55	менее 40
влаги	в соответствии с технический описанием для майонеза конкретного наименования
Кислотность в пересчете на уксус­ную или лимонную кислоту, %	в соответствии с техническим описанием для майонеза конкретного наименования
Стойкость, % неразрушенной эмульсии, не менее

 

Тактико-технические, конструктивно-технологические, эксплуатаци­онные и экономические характеристики ЭА определяют примененные в ней микросхемы (МС), выполняющие функции преобразования, хранения, обра­ботки, передачи и приема информации.

Микросхемой (интегральной микросхемой — ИМС)называют функционально законченный электронный узел (модуль), элементы и соеди­нения в котором конструктивно неразделимы и изготовлены одновременно в едином ТП в общем кристалле-основании.

Теория, методы расчета и изготовления микросхем составляют основу микроэлектроники — современной наукоемкой отрасли техники.

По конструктивно-технологическому исполнению МС делятся на по­лупроводниковые и гибридно-пленочные. Полупроводниковые МС имеют в своей основе монокристалл полупроводникового материала (обычно крем­ния), в поверхностном слое которого методами литографии и избиратель­ного легирования создаются транзисторы, диоды, резисторы и (иногда) кон­денсаторы, а соединения между ними формируются по поверхности кри­сталла тонкопленочной технологией. Полупроводниковые МС бывают однокристальные (монолитные) и многокристальные (микросборки). Одно­кристальная МС может иметь индивидуальный герметизированный корпус с внешними выводами для монтажа на коммутационной (печатной) плате, или быть бескорпусной и входить в состав микросборки¹.

Многокристальная микросборка представляет собой совокупность бес­корпусных МС, смонтированных на общей коммутационной плате. В качестве компонентов в микросборке могут присутствовать бескорпусные согласующие резисторы и развязывающие конденсаторы. Вследствие высокой насыщенности связей коммутационная плата выполняется многоуровневой и, таким образом,

Рис. 7.1.Укрупненная схема ТП изготовления полупроводниковых (монолитных) ИМС

является миниатюрным аналогом многослойной ПП. При изготовлении коммутационной платы используют как тонкопленочную, так и толстопле­ночную технологии.

Гибридно-пленочные МС состоят из пленочных пассивных элементов (резисторов и конденсаторов), коммутационных проводников, нанесенных не­посредственно на подложку из изоляционного материала, и бескорпусных по­лупроводниковых кристаллов (транзисторов, диодов, диодных матриц, неслож­ных ИМС), монтируемых на той же подложке. Пассивные элементы и провод­ники выполняются по тонкопленочной или толстопленочной технологии.

В качестве активных элементов в полупроводниковых микросхемах используются униполярные (полевые) транзисторы со структурой «металл — диэлектрик (оксид) — полупроводник» (МДП- или МОП-транзисторы) и биполярные транзисторы. В соответствии с этим все полупроводниковые ИМС делятся на три группы: биполярные, униполярные (МДП или МОП) и биполярно-полевые.

Число элементов в ИМС характеризует ее степень интеграции. По этому параметру все микросхемы условно делят на малые (МИС — до 10² элементов на кристалл), средние (СИС — до 10³), большие (БИС — до 10⁴),

Рис.7.2. Укрупненная схема ТП изготовления гибридно-пленочных МС

сверхбольшие (СБИС — до 10^б), ультрабольшие (УБИС — до 10⁹) и гига-большие (ГЪИС — более 10⁹ элементов на кристалл).

Наиболее высокой степенью интеграции обладают цифровые ИМС с регулярной структурой: схемы динамической и статической памяти, посто­янные и перепрограммируемые ЗУ. Это связано с тем, что в таких схемах доля участков поверхности ИМС, приходящаяся на межсоединения, суще­ственно меньше, чем в схемах с нерегулярной структурой.

Укрупненные схемы ТП изготовления полупроводниковых (монолит­ных) и гибридно-пленочных микросхем приведены соответственно на рис. 7.1 и 7.2. В последующих разделах главы приведено описание характерных особенностей выполнения отдельных технологических операций, опреде­ляющих основные параметры ИМС.

Монокристалл — отдельный однородный кристалл, имеющий во всем объеме единую кристаллическую решетку и зависимость физических свойств от направления (анизотропия). Электрические, магнитные, оптиче­ские, акустические, механические и другие свойства монокристалла связаны между собой и обусловлены кристаллической структурой, силами связи ме­жду атомами и энергетическим спектром электронов.

Монокристаллы для полупроводниковой промышленности (кремний, германий, рубин, гранаты, фосфид и арсенид галлия, ниобат лития и др.) изготавливаются, как правило, методом Чохральского путем вытягивания из

Рис. 7.3. Схема установки для выращивания монокристаллов по методу Чохральского

расплава с помощью затравки. На рис. 7.3 приведена схема установки для выращива­ния монокристаллов по методу Чохральского. Тигель с расплавом 1 размещается в печи 2. Затравка 3, охлаждаемая холодильником 4, медленно поднимается под действием ме­ханизма вытягивания 5, увлекая за собой монокристалл полупроводникового мате­риала. Монокристалл растет на затравке со скоростью до 80 мм/ч. Расплав смачивает затравку и удерживается на ней силами по­верхностного натяжения. Температуру рас­плава и скорость кристаллизации можно изменять независимо. Отсутствие прямого контакта растущего монокристалла с тиглем и возможность изменения его геометричес­кой формы позволяют получать 'бездисло-

кационные монокристаллы. Получаемые методом Чохральского монокри­сталлы имеют форму цилиндра длиной до 1 м и более и диаметром 20.. .300 мм. Монокристалл после охлаждения калибруют по диаметру до заданно­го размера с точностью ±1 мм. Затем проводится травление его поверхности на глубину 0,3...0,5 мм и ориентация по заданному кристаллографическому направлению (для Si, например, чаще всего по оси <111>), чтобы получить после резки пластины, ориентированные строго в заданной плоскости. Пра­вильная ориентация пластин обеспечивает высокую воспроизводимость электрофизических параметров создаваемых на пластине приборов методом диффузии, эпитаксии и др.