КЭТ5

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра микро– и наноэлектроники

ОТЧЁТ

по лабораторной работе №5

по дисциплине «Компоненты электронной техники»

Тема: Исследование элементов гибридных интегральных микросхем

Студентка гр. 1283		Григорьева В.В.
Преподаватель		Гагарина А.Ю.

Санкт-Петербург

2023г.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Интегральная микросхема (ИМС) – это микроэлектронное изделие, выполняющее определённую функцию преобразования, обработки и (или) накапливания информации и имеющее высокую плотность упаковки электрически соединённых элементов, которое с точки зрения требований к испытаниям, приёмке и эксплуатации рассматривается как единое целое.

Миниатюризация ИМС количественно характеризуется степенью интеграции микросхемы (k) и плотностью упаковки элементов (N). Степень интеграции определяется числом элементов микросхемы.

При n<10 степень интеграции k=1, при 10<n<100 k=2, при 100<n<1000 k=3. Плотность упаковки N определяется числом элементов микросхемы, приходящихся на 1 см² поверхности подложки или кристалла.

ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ

Установка для исследований состоит из двух стереоскопических микроскопов типа МБС-9 и прибора для измерения сопротивлений.

Микроскоп МБС-9 предназначен для наблюдения объёмных предметов как при искусственном, так и при естественном освещении. При использовании окуляров "8" микроскоп позволяет получить увеличение от 4,8 до 56,9 крат в зависимости от положения переключателя увеличений (0,6; 1; 2; 4 35 или 7). Один из окуляров имеет шкалу, позволяющую измерить линейные размеры объекта, и диоптрийную наводку. Для измерения линейных размеров вначале, вращая диоптрийное кольцо, необходимо добиться резкого изображения шкалы, а затем поворотом рукоятки механизма фокусировки микроскопа добиться резкого изображения объекта. Цена деления шкалы составляет 0,1 мм при положении переключателя увеличений "1" и изменяется соответственно при изменении увеличения ("2" – 0,05 мм; "4" – 0,025 мм; "7" – 0,014 мм).

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

1. П о данным, полученным при изучении конструкции микросхем, рассчитаем степень интеграции микросхемы (k) и плотность упаковки элементов (N).

Р ис. 1. ИМС Л1-1 В7-11

Р ис. 2. ИМС Л1-1 В5-6

Рис. 3. 2ЛР211

Р ис. 4. ИМС МЦ-Э-027ГУ

Рис. 5. ИМС 2УС281

П лотность упаковки будем рассчитывать только для интегральной микросхемы 2УС281, представленной на рис. 5.

Рис. 6. Схема ИМС 2УС281

Таблица 4. Данные ИМС 2УС281

Тип ИМС	Площадь подложки, S, см2	Количество элементов				Общее число элемен-тов, n	Степень интегра-ции, k	Плотность упаковки, N, эл/см2
		Актив-ных элемен-тов	Навес-ных конденса-торов	Плёноч-ных резисто-ров	Плёноч-ных конденса-торов
Гибридная	1,5*0,9=1,35	1	0	6	0	7	1	5,19

При n = 7 (т.е. при n < 10) степень интеграции k = 1

Плотность упаковки N определяется числом элементов микросхемы, приходящихся на 1 см2 поверхности подложки.

N = n/S = 7/1.35 = 5,19 эл/см²

2. Рассчитаем удельное поверхностное сопротивление резистивного слоя для каждого исследованного резистора.

_s  R b / l = R_□

Таблица 5.Данные плёночных резисторов

Резистор	Сопротивление R, кОм	Длина, l, мм	Ширина, b, мм	Поверхностное сопротивление резистивного слоя, s, Ом□
R1	5,91	25,78	0,1	22,925
R2	0,468	4,67	0,2	20,043
R3	0,204	2,02	0,2	20,198
R4	0,088	1,61	0,51	27,876
R5	0,103	1,4	0,32	23,543
R6	1,19	1,06	0,2	224,528

Пример расчёта для шестого резистора:

_s = 1,19*10³ * 0,2/1,06 = 224,528 Ом□

3. По данным измерения линейных размеров плёночных конденсаторов рассчитаем удельную ёмкость для данной конструкции.

C_уд  C / S

Конденсатор	А, мм	В, мм	Площадь, мм2	Ёмкость, Ф	Удельная ёмкость, Ф/м2
оксидный	3	4	12	10-6	0,083
керамический	2	4	8	68*10-9	0,0085

Пример расчёта для керамического конденсатора:

C_уд = (68*10^-9)/(8*10^-6) = 0,0085 Ф/м²

Вывод:

ПРОТОКОЛ НАБЛЮДЕНИЙ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ГИБРИДНЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ

Таблица 1. Количество элементов, исследуемых ИМС

Тип ИМС	Площадь подложки	Количество элементов					Общее число элементов	Степень интеграции	Плотность упаковки
		активных элементов	навесных конденсаторов	плёночных резисторов	плёночных конденсаторов

Таблица 2. Параметры плёночных резисторов

Резистор	Номера выводов ИМС	Сопротивление R, Ом	Длина, мм	Ширина, мм	Коэффи-циент формы	Поверхностное сопротивление резистивного слоя

Таблица 3. Параметры плёночных конденсаторов

Конденсатор	А, мм	В, мм	Площадь, мм2	Ёмкость, пФ	Удельная ёмкость, пФ/мм2

Выполнили Григорьева В.В., Бабенко Д.П.

Факультет ФЭЛ

Группа № 1283

“____” __________ _____ Преподаватель: Гагарина А.Ю.

7