ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ И РАДИОМАТЕРИАЛЫ для подготовки бакалавров по направлениям

– Инфокоммуникационные технологии и системы связи.
211000.62 – Конструирование и технология

электронных средств,
для подготовки специалистов по специальности
210601.65 - Радиоэлектронные системы и комплексы

Кафедра микрорадиоэлектроники
и технологии радиоаппаратуры (МИТ):
Лектор- доцент к.т.н. Ситникова Маргарита Федоровна, sitnimf@gmail.com

СПбГЭТУ «ЛЭТИ», кафедра МИТ, ОЭиР, 2017

Факультет радиотехники и телекоммуникаций

сем.
36/36/18


ФизХимОснТех
5 сем.
18/0/36

Предмет и задачи дисциплины,
ее связь с дисциплинами учебного

плана.

СПбГЭТУ «ЛЭТИ», кафедра МИТ, ОЭиР, 2016

Твердого Тела!
СПбГЭТУ «ЛЭТИ», кафедра МИТ, ОЭиР, 2016

тела. ‑ М.: Мир, 1979.
2. Блатт Ф., Физика электронной

проводимости в твердых телах. ‑ М.: Мир, 1971.
3. Ситникова М.Ф. Конспект Лекций. Презентации . Информрегистр №0321603400.2016
4. Вендик И.Б., Ситникова М.Ф. Физические основы микроэлектроники. – СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 1989.
5. Горбачев В.В., Спицина Л.Г., Физика полупроводников и металлов. ‑ М.: Металлургия, 1981.
6. Киттель Ч., Введение в физику твердого тела. ‑ М.: Наука, 1978.
7. Марголин В.И., Жабрев В.А., Тупик В.А., Физические основы микроэлектроники: - М.: Издательский центр "Академия", 2008.
*8. Павлов П.В., Хохлов А.Ф., Физика твердого тела.-М.: Высшая шк.,2000.
*9. Шалимова К.В. Физика полупроводников. ‑ М.: Энергия, 1976.
*10. Шаскольская М.П. Кристаллография. – М.: Высш. шк., 1976.

Методическая литература

1.. Замешаева Е.Ю., Ситникова М.Ф. «Физические свойства радиоматериалов», методические указания к практическим занятиям, СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2013.
2. Аничкова Н.С., Замешаева Е.Ю., Мунина И.В., Ситникова М.Ф. «Физические свойства полупроводниковых радиокомпонентов», методические указания к лабораторным занятиям, СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2014.
3. Одит М.А., Ситникова М.Ф. «Компъютерное моделирование физических свойств материалов микроэлектроники», методические указания к лабораторным работам СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2007.

Список рекомендуемой литературы

СПбГЭТУ «ЛЭТИ», кафедра МИТ, ОЭиР, 2016

выбора темы и написания реферата с последующим докладом

СПбГЭТУ «ЛЭТИ», кафедра МИТ, ОЭиР, 2016

– лампа накаливания с угольным стержнем
1874 г. Ф. Браун –выпрямительный

эффект в контакте Ме-ПП
1883 г. Т. Эдисон –явление термоэлектронной эмиссии
1888 г. Г. Столетов -законы фотоэффекта.
1895 г. А. С. Попов – осуществление радиосвязи.

В 1909 г. Браун получает, совместно с итальянцем Гульельмо Маркони, Нобелевскую премию
«за выдающийся вклад в создание беспроволочной телеграфии».

1901г.- заменил когерер, создал
кристаллический детектор,

1897г.-

катодо-лучевая трубка

СПбГЭТУ «ЛЭТИ», кафедра МИТ, ОЭиР, 2017

электроприборов:
1904г. Д. Флеминг –электровакуумный диод (детектор)
1907г. Ли де Фрест – триод (аудион),
1924г. М.А. Бонч-Бруевич –генераторные лампы, А. Халл – тетрод,
1930 –пентод, 1929г. Зворыкин- кинескоп

В 1914 г. поступил на работу
помощником начальника Тверской приемной радиостанции, где
организовал лабораторию и
изготовил первые отечественные электронные лампы и первые
ламповые приемники. . 

Халл установил природу шумов в триодах (1923 г).
Один из способов устранения дробовоого шума -переход от триода к экранированной лампе (тетроду), впервые предложенной Вальтером Шоттки в 1918

СПбГЭТУ «ЛЭТИ», кафедра МИТ, ОЭиР, 2016

Копия первого в мире
работающего транзистора
Период создания и внедрения

дискретных
полупроводниковых приборов

Первые патенты на принцип работы полевых транзисторов
были зарегистрированы
в Германии в 1928 году

В 1947 г.  в лабораториях Bell Labs 
впервые был создан действующий
биполярный транзистор

первый МОП-транзистор, был изготовлен
позже биполярного транзистора, в 1960 г.

СПбГЭТУ «ЛЭТИ», кафедра МИТ, ОЭиР, 2016

Сент-Клэр Килби (1923 – 2005)
 — американский учёный.
Лауреат Нобелевской премии по физике 2000 года

за изобретение интегральной схемы в 1958 году
в период работы в Texas Instruments 

Роберт Нортон Нойс ( 1927 —  1990) 
американский инженер, один из изобретателей интегральной схемы
и планарной технологии (1959),
Основатель корпорации Intel (1968).

Современные интегральные микросхемы,
предназначенные для поверхностного монтажа

малая интегральная схема (МИС) — до 100 элементов в кристалле,
средняя интегральная схема (СИС) — до 1000 элементов в кристалле,
большая интегральная схема (БИС) — до 10 тыс. элементов в кристалле,
сверхбольшая интегральная схема (СБИС) —
более 10 тыс. элементов в кристалле.

Первая в СССР полупроводниковая интегральная микросхема
была создана на основе планарной технологии,
разработанной в начале 1960 года в НИИ-35 (НИИ «Пульсар»)

СПбГЭТУ «ЛЭТИ», кафедра МИТ, ОЭиР, 2016

0,5-2 мкм. Некоторые экспериментальные образцы фотолитографического оборудования рентгеновского диапазона обеспечивали

минимальный размер 0,18 мкм.

В 1990-х годах, из-за нового витка «войны платформ», стали внедряться в производство и быстро совершенствоваться экспериментальные методы:
в начале 1990-х процессоры (например, ранние Pentium и Pentium Pro) изготавливали по технологии 0,5-0,6 мкм (500—600 нм), потом технология дошла до 250—350 нм.

Следующие процессоры (Pentium II, K6-2+, Athlon) уже делали по технологии 180 нм.

В конце 1990-х фирма Texas Instruments создала ультрафиолетовую технологию с минимальным контролируемым размером около 80 нм.
Следующие процессоры делали по УФ-технологии 45 нм (сперва это был Core 2 Duo). Другие микросхемы достигли и превзошли этот уровень
(в частности, видеопроцессоры и флеш-память фирмы Samsung — 40 нм).

В 2010 году в розничной продаже появились процессоры, разработанные по 32-нм тех. процессу.

В апреле 2012 года в продажу поступили процессоры, разработанные по 22-нм тех. процессу (ими стали процессоры фирмы Intel,

Процессоры с технологией 14 нм планируется к внедрению в 2014 году, а 10 нм — около 2018 года.

EUV-литография (сверхкороткий УФ)

рисунок проектной нормы 45 нм

Современное состояние развития микроэлектроники

СПбГЭТУ «ЛЭТИ», кафедра МИТ, ОЭиР, 2016

количество транзисторов, размещаемых на кристалле интегральной схемы, удваивается каждые 24 месяца. 

 В 1960-е годы ни один человек в Силиконовой долине не мог даже предположить, что современные технологии производства позволят размещать миллионы элементов в кремниевом кристалле (чипе) размером с почтовую марку. Но когда в соответствии с законом Мура должна была возникнуть такая степень интеграции, она возникла.
Правда, закон Мура, похоже, стал действовать быстрее — за последние несколько лет период удвоения производительности сократился с двух лет до полутора

СПбГЭТУ «ЛЭТИ», кафедра МИТ, ОЭиР, 2016

экспоненциально возрастает с усложнением производимых микросхем. Стоимость фабрики корпорации Intel

по производству микросхемы динамической памяти ёмкостью 1 Кбит, составляла $4 млн., а оборудование по производству микропроцессора Pentium по 0,6-микрометровой технологии c 5,5 млн. транзисторов обошлось в $2 млрд..

на одном полупроводниковом кристалле (например, кремния, германия,арсенида галлия)

Плёночная интегральная микросхема — все элементы и межэлементные

соединения выполнены в виде плёнок:
толстоплёночная интегральная схема;
тонкоплёночная интегральная схема.
Гибридная микросхема (также микросборка) — кроме полупроводникового кристалла содержит несколько бескорпусных диодов, транзисторов и(или) других электронных компонентов, помещённых в один корпус.
Смешанная микросхема — кроме полупроводникового кристалла содержит тонкоплёночные (толстоплёночные) пассивные элементы, размещённые на поверхности кристалла.

Микросхемы на униполярных (полевых) транзисторах :
МОП-логика (металл-оксид-полупроводник логика) — микросхемы формируются из полевых транзисторов n-МОП или p-МОП типа;
КМОП-логика (комплементарная МОП-логика) — каждый логический элемент микросхемы состоит из пары взаимодополняющих (комплементарных) полевых транзисторов (n-МОП и p-МОП).
Существует также смешанная технология BiCMOS.

Микросхемы на биполярных транзисторах:
РТЛ — резисторно-транзисторная логика (устаревшая, заменена на ТТЛ);
ДТЛ — диодно-транзисторная логика (устаревшая, заменена на ТТЛ);
ТТЛ — транзисторно-транзисторная логика — микросхемы сделаны из биполярных транзисторов с многоэмиттерными транзисторами на входе;
ТТЛШ — транзисторно-транзисторная логика с диодами Шоттки— интегрально-инжекционная логика.

Примечание: Эта информация предлагается для индивидуального
выбора темы и написания реферата

СПбГЭТУ «ЛЭТИ», кафедра МИТ, ОЭиР, 2016