Главная arrow Интегральные микросхемы arrow Проектирование микросхем
Как начинался компьютер
Компьютерная революция
Двоичный код
Разработки военных лет
Интегральные микросхемы
Микрокомпьютер
Персоны
Сеть
Язык компьютера
Развитие ПО
Гибкие системы
Средства разработки
Информатика
Вычислительная наука
Операционные системы
Искусственный интеллект
Предыстория
Поиск
Знания и рассуждения
Логика
Робототехника
 

 
Проектирование микросхем Печать
Разработка микросхем требует высокой квалификации и большой затраты труда специалистов, использующих также специальные компьютеры. Поскольку схема изготавливается постепенно, слой за слоем, планирование ее ведется также по слоям. Обычно конструкторы рисуют главную карту каждого слоя с помощью компьютера, который хранит в памяти стандартные способы размещения компонентов и показывает возможные способы их соединения. Так как готовая микросхема имеет размеры порядка одного квадратного сантиметра, схемы рисуются с увеличением в десятки тысяч раз, а затем при фотографировании приводятся к истинным размерам. Затем карта каждого слоя переносится на стеклянную пластинку для изготовления фотомасок. Эти маски, подобно фотографическому негативу, дают возможность при помощи ультрафиолетового облучения «отпечатывать» карту на поверхности кристалла. Карта определяет области, где должно производиться химическое покрытие, добавление примесей или нанесение металлических проводящих дорожек шириной в несколько микрон.

При массовом производстве чипа карта каждого слоя размножается в сотнях экземпляров на одной стеклянной пластинке. Затем фотомаски каждого слоя накладываются на кремниевую пластину диаметром. Для проектирования простых интегральных микросхем (подобных четырехслойной микросхеме) небольшой группе инженеров обычно требуется несколько недель работы. Однако, чтобы создать ИМС сложной конструкции, состоящую из сотен тысяч электронных компонентов, большим коллективам специалистов приходится упорно трудиться на протяжении более года.
 
 
Показанные здесь фотомаски предназначены для изготовления простой четырехслойной микросхемы усилителя. Через эти маски, накладываемые по очереди, ультрафиолетовое излучение создает на подложке четыре различных отпечатка. Они (начиная с нижней маски) используются для следующих целей: легирования кристалла примесями в целях создания зоны проводимости; образования слоя поликристаллического кремния, через который проходят сигналы; травления отверстий для металлических контактов; наконец, для заполнения этих отверстий металлом - образовавшиеся после его очистки металлические дорожки выполняют роль соединений. 
 
 
 
Сидя за пультом компьютера, инженер, проектирующий микросхему, внимательно изучает два слоя кристалла, наложенные друг на друга. Перед ним стоят две задачи: найти оптимальные пути соединения всех элементов и разместить эти элементы в минимальном пространстве. Пользуясь электронным пером, он рисует схемы на контактном планшете, и они тотчас появляются на экране. Компьютер запоминает точное положение каждого компонента микросхемы (ИМС).