Регистрация / Вход
Прислать материал

14.581.21.0007

Аннотация скачать
Общие сведения
Номер
14.581.21.0007
Тематическое направление
Индустрия наносистем
Исполнитель проекта
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники"
Название доклада
Исследование и разработка технологий элементной базы высокотемпературной микро и наноэлектроники
Докладчик
Стахин Вениамин Георгиевич
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Разработка технологий изготовления элементной базы высокотемпературной микро - и наноэлектроники, способной функционировать при температурах выше 200°С, для применения в экстремальных условиях эксплуатации.
Актуальность и новизна исследования
Высокотемпературная электроника – это растущий рынок микроэлектронных изделий, формируемый за счет интенсивного развития систем контроля и управления различными устройствами с использованием электронных технологий. В настоящее время сформировались две основные тенденции применения высокотемпературной микроэлектроники. Первая - это перенос электронных приборов ближе к источнику тепла, имеющему температуру выше предела рабочей температуры для обычных электронных схем, для уменьшения протяженности коммуникаций между датчиками и схемами обработки сигналов (например, в автомобильных или авиационных двигателях). Вторая тенденция – увеличение максимальных рабочих температур интегральных схем выше 225 °С, что особенно важно в таких областях, как обеспечение управления индустриальными объектами (атомные и тепловые электростанции, нефтеперерабатывающие заводы и т.д.), где требуются специальные измерительные и управляющие комплексы, способные измерять и сохранять работоспособность в условиях повышенных температур и радиационного фона, автомобильная электроника или глубокое бурение недр земли.
Описание исследования

 

Основные планируемые результаты проекта:

1. Технологический маршрут изготовления и конструкции элементов высокотемпературной микроэлектроники на КНИ структурах с проектной нормой 0.5 - 0,35 мкм.

2. Комплект документации базовых технологий и конструкций сложнофункциональных изделий высокотемпературной микро и наноэлектроники.

3. Тестовые КНИ МДП структуры высокотемпературной микроэлектроники.

4. Технология сборки высокотемпературной микроэлектроники на КНИ МДП структурах.

5. Образцы СФ блока высокотемпературного операционного усилителя.

6. Стенды и методики исследования тестовых элементов и СФ блоков .

7. Методы и правила проектирования изделий высокотемпературной микроэлектроники с рабочим диапазоном температур от -60 до 225 оС на структурах кремний на изоляторе.

Результаты исследования

Текущие результаты проекта:

На первом этапе проекта разработаны конструкторско-технологические решения и методы  изготовления высокотемпературной микроэлектроники на структурах КМОП КНИ, разработан технологический процесс изготовления контактной металлизации и системы межсоединений, изготовлены макеты контактной металлизации.

На втором этапе разработаны: технологии и конструкции высокотемпературных КМОП КНИ структур с проектными нормами 0,5 и 0,35 мкм, комплекты эскизной конструкторской документации и технологические инструкции; получены компьютерные технологические модели, разработана технология и технологическая инструкция формирования объемных микровыводов для монтажа кристаллов высокотемпературной электроники методом флип-чип, разработан технологический процесс АСО-формирования бинарных и многокомпонентных (легированных) диэлектриков с высокой диэлектрической проницаемостью для МИМ-конденсаторов.

На третьем этапе разработаны программы и методики, позволяющие провести исследовательские испытания макетов, выполнено компьютерное моделирование схемотехники макета СФ блока высокотемпературного операционного усилителя, разработан технологический процесс сборки высокотемпературных изделий, разработана эскизная конструкторской документация макета с объемными выводами на кон­тактных площадках кристалла для высокотемпературных изделий, изготовлены макеты МИМ конденсаторов на основе трехкомпонентного наноразмерного диэлектрика, макеты тестовой матрицы с проектными нормами 0,5 и 0,35мкм, макеты тестовой матрицы с объемными выводами на контактных площадках кристалла для высоко­температурных изделий.

На четвертом этапе разработаны: библиотека элементов высокотемпературной микро­электроники на КМОП КНИ структурах, правила проектирования изделий  высокотемпературной микро­электроники с проектными нормами 0,5 мкм, эскизная конструкторская документация макета диффузионно-барьерного слоя, эскизная конструкторская документация макета СФ блока операционного усилителя; изготовлены макеты диффузион­но-барьерного слоя, кон­тактной металлизации с проект­ными нормами 0,5 мкм, тестовой матрицы с проектными нормами 0,35 мкм, системы межсоединений с проект­ными нормами 0,5 мкм, СФ блока операционного усилителя высокотемпературной микроэлек­троники на КМОП КНИ структу­рах, цифровых и аналоговых блоков для аттестации технологического процесса вы­сокотемпературной микроэлектро­ники.

Изготовлены стенды исследования макетов тестовых матриц. Проведены исследовательские испытания макетов тестовой матрицы с про­ектными нормами 0,5 и 0,35 мкм, МИМ конденсаторов в диапазоне температур от минус 60 до + 225оС, макетов с объ­емными выводами на контактных пло­щадках.

На пятом этапе изготовлен стенд исследования макетов СФ блока операционного усили­теля, цифровых и аналоговых блоков.

 Проведены исследовательские испытания макетов системы межсоединений, цифровых и аналоговых блоков, СФ блока операционного усилителя высокотемпературной микроэлектроники на КМОП КНИ структурах, диффузионно-барьерного слоя, контактной металлизации.

Практическая значимость исследования
Разработка базового технологического маршрута изготовления высокотемпературной компонентной базы на КНИ структурах, методов и правил проектирования, тестовых структур и сложно функциональных (СФ) блоков позволит создать технологическую платформу для организации в России производства изделий микроэлектроники для экстремальных режимов эксплуатации с рабочим диапазоном температур от -60 до 225 оС и переориентировать внутреннего потребителя на отечественного производителя