Вопрос1
Основные этапы развития полупроводниковой электроники
Развитие серийного производства интегральных микросхем шло ступенями:
1960 – 1969гг. – интегральные схемы малой степени интеграции, 102 транзисторов на кристалле размером 0,25 x 0,5 мм (МИС).
1969 – 1975гг. – интегральные схемы средней степени интеграций, 103 транзисторов на кристалле (СИС).
1975 – 1980гг. – интегральные схемы с большой степенью интеграции, 104 транзисторов на кристалле (БИС).
1980 – 1985гг. – интегральные микросхемы со сверхбольшой степенью интеграции, 105 транзисторов накристалле (СБИС).
С 1985г. – интегральные микросхемы с ультрабольшой степенью интеграции, 107 и более транзисторов на кристалле (УБИС).
Вопрос 2
Дать определение интегральной схемы
Ис- совокупность макро и микрообъемных твёрдых тел имещих различный состав структуру и св-во и расположенных внутри твердого тела полупроводника наего поверхности, внутри и на поверхности и соединеные между собой таким образом что бы выполнить определенную схемную ф-цию.
Вопрос 3
Дать определение твердотельной интегральной схемы, совмещенной ИС, гибридной схемы, толстопленочной ИС.
Твердотельная ИС – совокупность макро и микрообъемных твёрдых тел имещих различный состав структуру и св-во и расположенных внутри твердого тела полупроводника на его поверхности, внутри и на поверхности и соединеные между собой таким образом что бы выполнить определенную схемную ф-цию.
Совмещённая ИС – часть активных элементов сформировавшихся внутри тела проводника, а другая часть пасивных элементов сформирована на диэлектрике.
Гибритная ИС – выполненая на диэлектрических подложках на которых размещены отдельные полупроводники, транзисторы или диоды.
Толстопленочная ИС - Толстопленочными называются интегральные микросхемы с толщиной пленок 10—70 мкм, изготавливаемые методами трафаретной печати
Вопрос 4
Разновидность элементарных полупроводниковых материалов и обосновать по каким параметрам их можно применять в тех или иных дискретных полупроводниковых приборах и интегральных схемах.
Вопрос 5.
Индексы Миллера
Индексы Миллера – индексы h,k,l представляют собой величины обратные отрезкам осекаемыми плоскость на осях кристаллической решётки.
Их используют для определения положения атомной плоскости в кристалле. Грани кристалла имеют индексы (100), (010), (001). Выбор осей координат производят по особым правилам в соответствии с симметрией кристаллов – их свойством. Атомную плоскость в системе координат, построенной на осях a, b и с, идентифицируют с помощью индексов Миллера. Если в (hkl) есть 0, то плоскость идет паралельно. {hkl} – совокупность плоскостей индексы которых могут быть составленны из величин hkl
Вопрос 6.
Кристаллы и кристаллическая решетка материалов
Кристаллы – твёрдые тела с 3-хмерной периодической атомной структурой (кристаллической решёткой), имеющие при равновесных условиях образования форму правильных симметричных многогранников.
Кристаллическая решетка – регулярное расположение в кристаллах частиц (атомов, ионов, молекул), характеризующееся периодической повторяемостью в трех измерениях. Строение кристаллов характеризуется элементарной ячейкой – минимальным объёмом кристаллической решётки, путём трансляции которой можно построить всю кристаллическую решётку.
Типы кристаллических решёток:
1) кубическая: a = b = c, α = β = γ = 90˚;
2) тетрагональная: a = b ≠ c, α = β = γ = 90˚;
3) ромбическая: a ≠ b ≠ c, α = β = γ = 90˚;
4) гексагональная: a = b ≠ c, α = β = 90˚, γ = 120˚;
5) ромбоэдрическая: a = b = c, α = β = γ ≠ 90˚;
6) моноклинная: a ≠ b ≠ c, α = β = 90˚, γ ≠ 90˚;
7) триклинная: a ≠ b ≠ c, α ≠ β ≠ γ ≠ 90˚.
Вопрос 6.
Дефекты кристаллической решетки. Точечные и линейные дефекты
Дефектами называют несовершенства кристаллического строения, нарушения расположения частиц в узлах кристаллической решетки. Они образуются в процессе кристаллизации, под влиянием электрического и магнитного полей, тепловых и механических воздействий, при введении в кристаллы примесей.
Точечные дефекты имеют атомарные размеры, поэтому их называют атомными. Они вызывают искажения кристаллической решетки на расстояниях, соизмеримых с расстояниями между соседними атомами в кристалле. Простейшим точечным дефектом является вакансия – узел кристаллической решетки, в котором отсутствует атом или ион.
В кристаллах часто точечные дефекты возникают парами. К ним относятся: дефекты по Френкелю, представляющие собой комплекс акансия (отсутствие атома в узле) – междоузельный атом и дефекты по Шоттки – вакансия Первые образуются, когда атом уходит из своего узла в междоузлие, вторые, когда он оставляет вакансию и выходит на поверхность. Точечные дефекты принципиально отличаются от всех других тем, что они находятся в тепловом равновесии с решёткой.
Линейные дефекты представляют собой нарушение правильного чередования атомных плоскостей в кристаллической решетке и называются дислокациями. Они возникают в процессе роста кристаллов и при их пластической деформации. К линейным дефектам относятся краевые и винтовые дислокации.
Краевая дислокация представляет собой локализованное искажение кристаллической решетки, вызванное наличием в ней «лишней» атомной полуплоскости или экстраплоскости. Наиболее простой способ образования дислокаций в кристалле – сдвиг.
Винтовая - образуется, если две части кристалла сдвинуты по нормали к плоскости скопления вакансий.
Вектор Бюргерса -даёт величину и направление сдвига и является мерой дислокации.
Вопрос 8