Как «открыть» микросхему и что у неё внутри? / Zeptobars corporate blog / Habr
Микросхемы — наиболее приближены к тому, чтобы называться «черным ящиком» — они и вправду черные, и внутренности их — для многих остаются загадкой.Эту завесу тайны мы сегодня и приподнимем, и поможет нам в этом — серная и азотная кислота.
Внимание! Любые операции с концентрированными (а тем более кипящими) кислотами крайне опасны, и работать с ними можно только используя соответствующие средства защиты (перчатки, очки, фартук, вытяжка). Помните, у нас всего 2 глаза, и каждому хватит одной капли: потому все что тут написано — повторять не стоит.
Берем интересующие нас микросхемы, добавляем концентрированной серной кислоты. Довести до кипения (~300 градусов), не помешивать 🙂 На дне насыпана сода — чтобы нейтрализовать пролитую кислоту и её пары.
Через 30-40 минут от пластика остается углерод:
Достаем и выбираем, что пойдет еще на одну живительную кислотную ванну, а что уже готово:
Если куски углерода намертво прилипли к кристаллу, их можно удалить кипящей концентрированной азотной кислотой ( но температура тут уже намного ниже, ~110-120C). Разбавленная кислота съест металлизацию, потому нужна именно концентрированная:
Цвета традиционно «усилены» до максимума — в реальности буйство красок намного меньше.
PL2303HX — конвертор USB<>RS232, такие используются во всяких Arduino и иже с ними:
LM1117 — линейный регулятор питания:
74HC595 — 8-и битный сдвиговой регистр:
NXP 74AHC00
74AHC00 — 4 NAND (2И-НЕ) элемента. Глядя на гигантский размер кристалла (944×854 µm) — становится очевидно что и «старые» микронные технологии до сих пор используются. Интересно обилие «резервных» via для увеличения выхода годных.
Micron MT4C1024 — микросхема динамической памяти, 1 Мебибит (220 бит). Использовалась во времена 286 и 386. Размер кристалла — 8662×3969µm.
AMD Palce16V8h
Микросхемы GAL(Generic array logic) — предшественники FPGA и CPLD.
AMD Palce16V8h это 32×64 массив элементов AND.
Размер кристалла — 2434×2079µm, технология 1µm.
ATtiny13A — один из самых мелких микроконтроллеров Atmel: 1кб флеш-памяти и 32 байта SRAM. Размер кристалла — 1620×1640 µm. Технологические нормы — 500nm.
ATmega8 — один из наиболее популярных 8-и битных микроконтроллеров.
Размер кристалла — 2855×2795µm, технологические нормы 500nm.
КР580ИК80А (позже переименованный в КР580ВМ80А) — один из наиболее массовых советских процессоров.
Оказалось, что вопреки распространенному убеждению, он не является послойной копией Intel 8080/8080A (некоторые блоки похожи, но разводка и расположение контактных площадок существенно отличается).
Самые тонкие линии — 6µm. 
STM32F100C4T6B — самый маленький микроконтроллер на ядре ARM Cortex-M3 производства STMicroelectronics. Размер кристалла — 2854×3123µm.
Altera EPM7032 — CPLD повидавшая многое, и одна из немногих работавших на 5В питании. Размер кристалла — 3446×2252µm, технологические нормы 1µm.
Черный ящик теперь открыт 🙂
PS. Если у вас есть микросхемы имеющие историческое значение (например Т34ВМ1, советский 286, зарубежные старые и уникальные для своего времени чипы), присылайте — посмотрим что у них внутри.
Фотографии распространяются под лицензией Creative Commons Attribution 3.0 Unported.
habr.com
Первая микросхема 🙂 / Habr
Очень рад в подробностях рассказать о своей первой интегральной схеме и поделиться перипетиями этого проекта, которым занимался на протяжении прошлого года. Надеюсь, мой успех вдохновит других и поможет начать революцию в производстве домашних микросхем. Когда я приступил к этому проекту, то понятия не имел, во что ввязался, но в итоге узнал больше, чем когда-либо думал, о физике, химии, оптике, электронике и многих других областях.
Кроме того, мои усилия сопровождались лишь самыми положительными отзывами и поддержкой со всего мира. Искренне благодарен всем, кто мне помогал, давал советы и вдохновлял на этот проект. Особенно моим удивительным родителям, которые не только всегда поддерживают и поощряют меня как только могут, но и предоставили рабочее место и смирились с затратами на электроэнергию… Спасибо!
Без дальнейших церемоний представляю первую интегральную схему (ИС), изготовленную литографическим способом в домашних (гаражных) условиях — PMOS-чип двойного дифференциального усилителя Z1.
Я говорю «изготовленную литографическим способом», потому что Джери Эллсуорт изготовила первые транзисторы и логические вентили (с соединениями, тщательно проложенными вручную проводящей эпоксидной смолой) и показала миру, что это возможно. Вдохновленный её работой, я представляю интегральные схемы, созданные масштабируемым, стандартным фотолитографическим процессом. Излишне говорить, что это логический шаг вперёд по сравнению с моим предыдущей работой, где я воспроизвёл полевой транзистор Джери.
Я разработал усилитель Z1, когда искал простой чип для тестирования и настройки своего процесса. Макет сделан в Magic VLSI для процесса PMOS с четырьмя масками (активная/легированная область, подзатворный оксид, контактное окно и верхний металлический слой). У PMOS есть преимущество перед NMOS, если учесть ионные примеси из-за изготовления в гараже. Маски разработаны с соотношением сторон 16:9 для упрощения проекции.
Макет Magic VLSI
Генерация маски
Активная область
Затвор
Контакт
Металл
Размер затвора приблизительно 175 мкм, хотя на чипе для проверки выполнены элементы размером до 2 мкм. Каждая секция усилителя (центральная и правая) содержит три транзистора (два для двухтактной схемы с общим катодным сопротивлением и один в качестве источника тока/нагрузочного резистора), что означает в общей сложности шесть транзисторов на ИС. В левой части резисторы, конденсаторы, диоды и другие тестовые элементы, чтобы изучить характеристики техпроцесса. Каждый узел дифференциальных пар выходит отдельным штифтом на выводной рамке, поэтому его можно изучать, а при необходимости добавить внешнее смещение.
Процесс изготовления состоит из 66 отдельных шагов и занимает примерно 12 часов. Выход достигает 80% для больших элементов, но сильно зависит от количества выпитого кофе в конкретный день. Я также записал видео на YouTube о теории производства микросхем и отдельно об изготовлении МОП-транзисторов. Кремниевые пластины 50 мм (2″) разбиваются на кристаллы 5,08×3,175 мм (площадь около 16 мм²) волоконным лазером Epilog. Такой размер кристалла выбран, чтобы он помещался в 24-контактный DIP-корпус Kyocera.
Пластина N-типа 50 мм
Пластина N-типа 50 мм
Сначала с пластины снимается нативная окись быстрым погружением в разбавленный фтороводород с последующей интенсивной обработкой травильной смесью «пиранья» (смесь серной кислоты и перекиси водорода), смесью RCA 1 (вода, аммиак, перекись водорода), смесью RCA 2 (вода, соляная кислота, перекись водорода) и повторным погружением во фтороводород.
Защитный окисел термически выращивается в водяном паре окружающего воздуха (влажное оксидирование) до толщины 5000−8000 Å.
Влажное термическое оксидирование
Влажное термическое оксидирование
Трубчатая печь
Оксидированная пластина
Оксидированная пластина готова к формированию рисунка на активной/легированной (Р-типа) области. Фоторезист AZ4210 наносится на вращающуюся примерно на 3000 оборотах в минуту подолжку, формируя плёнку толщиной около 3,5 мкм, которая аккуратно подсушивается при 90°С на электроплитке.
Процесс литографии детально
Маску активной зоны обрабатывает мой фотолитографический степпер Mark IV в ультрафиолете с шагом 365 нм — и структура отрабатывается в растворе гидроксида калия.
Структура резиста
Структура резиста
30-минутная подсушка
Травление активной зоны
После этого структура резиста плотно затвердела и применяется несколько других трюков, чтобы обеспечить хорошее сцепление и химическую стойкость во время следующего вытравливания во фтороводороде, который переносит эту структуру на слой подзатворного оксида и открывает окна к голому кремнию для легирования. Эти регионы позже станут истоком и стоком транзистора.
Частицы замыкают затвор
Легированные кристаллы с вытравленными затворами
После этого производится легирование, то есть введение примесей из твёрдого или жидкого источника. В качестве твёрдого источника применяется диск нитрида бора, размещённый поблизости (менее 2 мм) от пластины в трубчатой печи. Как вариант, можно приготовить жидкостный источник из фосфорной или борной кислоты в воде или растворителе — и провести легирование по стандартному процессу преднанесения/погружения во фтороводород/диффундирования/удаления глазури.
Вышеупомянутые шаги формирования рисунка затем повторяются дважды для подзатворного оксида и контактного слоя. Подзатворный оксид должен быть гораздо тоньше (менее ~750 Å), чем защитный оксид, поэтому зоны между стоком/истоком вытравливаются — и там выращивается более тонкий оксид. Затем, поскольку вся пластина оксидировалась на шаге легирования, нужно вытравить контактные окна, чтобы установить контакт металлического слоя с легированными зонами истока/стока.
Теперь все транзисторы сформированы и готовы к межсоединениям с выходом на выводную рамку. Защитный слой алюминия (400−500 нм) распыляется или термически напыляется на пластину. Альтернативой был бы метод взрывной литографии (lift-off process), когда сначала формируется фоторезист, а затем осаждается металл.
Напылённый металл
Напылённый металл
Затем на слое металла формируется рисунок методом фотолитографии и происходит травление в горячей фосфорной кислоте, чтобы завершить изготовление интегральной схемы. Заключительные шаги перед тестированием — это визуальный осмотр и высокотемпературный отжиг алюминия для формирования омических переходов.
Микросхема теперь готова для упаковки и тестирования.
У меня нет установки микросварки (принимаю пожертвования!), поэтому сейчас процесс тестирования ограничен прощупыванием пластины острым пинцетом или использованием платы flip-chip (трудно выровнять) c подключением к характериографу. Дифференциальный усилитель также эмпирически тестируется в цепи для проверки работоспособности.
Кривая IV
Кривая IV
Кривая FET Ids/Vds от с предыдущего устройства NMOS
Конечно, эти кривые далеки от идеальных (в том числе из-за излишнего сопротивления контактов и других подобных факторов), но я ожидаю улучшения характеристик, если раздобуду установку микросварки. Этим могут частично объясняться и некоторые отличия от кристалла к кристаллу. Скоро я добавлю на эту страницу новые кривые IV, характеристики транзистора и дифференциального усилителя.
habr.com
комиксы, гиф анимация, видео, лучший интеллектуальный юмор.
Я починил микрометрический винт своего микроскопа, который до этого не работал. Это означает, что вас ждет еще больше фотографий микромира! Как много в микроскопии зависит от освещения! Один смд светодиод для подсветки препарата просто творит чудеса: при правильном расположении источника света можно увидеть внутреннюю структуру полупроводника! Для примера несколько фото: 1. Обычное освещение, фрагмент кристалла микры КМ155АГ3:
2. Освещение под углом ~60 градусов, тот же фрагмент. Видны слои фоторезиста на поверхности полупроводника:
3. А теперь самое интересное. Если расположить светодиод прямо под объективом микроскопа, то свет падает на препарат под углом почти 90 градусов! Казалось бы, при размещении непрозрачного объекта на оптической оси должно просто закрыть картинку, но этого почему-то не происходит! Я думаю это потому, что светодиод находится намного выше фокусной точки. При таком освещении тонкие слои резиста и полупроводника просвечивают, открывая внутреннее строение кристалла:
Еще пример(фрагмент кристалла неизвестной микросхемы с микросборки К284УД1А):без прямого освещения
с прямым освещением:
Другой фрагмент того же кристалла:
без прямой подсветки:
с прямой подсветкой:
И просто фото разных кусков кристалла с подсветкой на максимуме:
А теперь, Реактор, мне нужна твоя помощь. Я хотел смонтировать видео о ремонте микрометрической системы, но оказалось, что мой фотик снимает в расширении .MTS, и никакой мой редактор такие файлы не берет. Я скачал прогу VirtualDub, мне понравился «спартанский» интерфейс и вся фигня, но только все портила такая хуйня: размер выходного файла минутного видео составил 4 гига! (Я так и не понял, что за фигня. Размер исходного .MTS видоса 150Мб) Да на выходе у этой проги только ави. Мне же нужен проверенный простой редактор видео(обрезать-склеить видео, может еще вставить субтитры) с поддержкой расширения .MTS и конвертером в МР4 на выходе. Подскажите такую программу, я в этом не очень понимаю. Тогда я смогу заливать еще и видео, что намного интереснее с живыми препаратами
joyreactor.cc
Корпуса микросхем | Типы корпусов микросхем, их виды.
В этой статье мы рассмотрим самые основные корпуса микросхем, которые очень часто используются в повседневной электронике.
DIP корпус
DIP ( англ. Dual In-Line Package) – корпус с двумя рядами выводов по длинным сторонам микросхемы. Раньше, да наверное и сейчас, корпус DIP был самым популярным корпусом для многовыводных микросхем. Выглядит он вот так:
В зависимости от количества выводов микросхемы, после слова “DIP” ставится количество ее выводов. Например, микросхема, а точнее, микроконтроллер atmega8 имеет 28 выводов:
Следовательно, ее корпус будет называться DIP28.
А вот у этой микросхемы корпус будет называться DIP16.
Чтобы не считать каждый раз количество выводов, можно их сосчитать только на одной стороне микросхемы и тупо умножить на два.
В основном в корпусе DIP в Советском Союзе производили логические микросхемы, операционные усилители и тд. Сейчас же корпус DIP также не теряет своей актуальности и в нем до сих пор делают различные микросхемы, начиная от простых аналоговых и заканчивая микроконтроллерами.
Корпус DIP может быть выполнен из пластика (что в большинстве случаев) и называется он PDIP, а также из керамики – CDIP. На ощупь корпус CDIP твердый как камень, и это неудивительно, так как он сделан из керамики.
Пример CDIP корпуса.
Имеются также модификации DIP корпуса: HDIP, SDIP.
HDIP (Heat-dissipating DIP) – теплорассеивающий DIP. Такие микросхемы пропускают через себя большой ток, поэтому сильно нагреваются. Чтобы отвести излишки тепла, на такой микросхеме должен быть радиатор или его подобие, например, как здесь два крылышка-радиатора посерединке микрухи:
SDIP (Small DIP) – маленький DIP. Микросхема в корпусе DIP, но c маленьким расстоянием между ножками микросхемы:
SIP корпус
SIP корпус (Single In line Package) – плоский корпус с выводами с одной стороны. Очень удобен при монтаже и занимает мало места. Количество выводов также пишется после названия корпуса. Например, микруха снизу в корпусе SIP8.
У SIP тоже есть модификации – это HSIP (Heat-dissipating SIP). То есть тот же самый корпус, но уже с радиатором
ZIP корпус
ZIP (Zigzag In line Package) – плоский корпус с выводами, расположенными зигзагообразно. На фото ниже корпус ZIP6. Цифра – это количество выводов:
Ну и корпус с радиатором HZIP:
Только что мы с вами рассмотрели основной класс In line Package микросхем. Эти микросхемы предназначены для сквозного монтажа в отверстиях в печатной плате.
Например, микросхема DIP14, установленная на печатной плате
и ее выводы с обратной стороны платы, уже без припоя.
Кто-то все таки умудряется запаять микросхемы DIP, как микросхемы для поверхностного монтажа (о них чуть ниже), загнув выводы под углом в 90 градусов, или полностью их выпрямив. Это извращение), но работает).
Переходим к другому классу микросхем – микросхемы для поверхностного монтажа или, так называемые SMD компоненты. Еще их называют планарными радиокомпонентами.
Такие микросхемы запаиваются на поверхность печатной платы, под выделенные для них печатные проводники. Видите прямоугольные дорожки в ряд? Это печатные проводники или в народе пятачки. Вот именно на них запаиваются планарные микросхемы.
SOIC корпус
Самым большим представителем этого класса микросхем являются микросхемы в корпусе SOIC (Small-Outline Integrated Circuit) – маленькая микросхема с выводами по длинным сторонам. Она очень напоминает DIP, но обратите внимание на ее выводы. Они параллельны поверхности самого корпуса:
Вот так они запаиваются на плате:
Ну и как обычно, цифра после “SOIC” обозначает количество выводов этой микросхемы. На фото выше микросхемы в корпусе SOIC16.
SOP корпус
SOP (Small Outline Package) – то же самое, что и SOIC.
Модификации корпуса SOP:
PSOP – пластиковый корпус SOP. Чаще всего именно он и используется.
HSOP – теплорассеивающий SOP. Маленькие радиаторы посередине служат для отвода тепла.
SSOP(Shrink Small Outline Package) – ” сморщенный” SOP. То есть еще меньше, чем SOP корпус
TSSOP(Thin Shrink Small Outline Package) – тонкий SSOP. Тот же самый SSOP, но “размазанный” скалкой. Его толщина меньше, чем у SSOP. В основном в корпусе TSSOP делают микросхемы, которые прилично нагреваются. Поэтому, площадь у таких микросхем больше, чем у обычных. Короче говоря, корпус-радиатор).
SOJ – тот же SOP, но ножки загнуты в форме буквы “J” под саму микросхему. В честь таких ножек и назвали корпус SOJ:
Ну и как обычно, количество выводов обозначается после типа корпуса, например SOIC16, SSOP28, TSSOP48 и тд.
QFP корпус
QFP (Quad Flat Package) – четырехугольный плоский корпус. Главное отличие от собрата SOIC в том, что выводы размещены на всех сторонах такой микросхемы
Модификации:
PQFP – пластиковый корпус QFP. CQFP – керамический корпус QFP. HQFP – теплорассеивающий корпус QFP.
TQFP (Thin Quad Flat Pack) – тонкий корпус QFP. Его толщина намного меньше, чем у его собрата QFP
PLCC корпус
PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier) и СLCC (Ceramic Leaded Chip Carrier) – соответственно пластиковый и керамический корпус с расположенными по краям контактами, предназначенными для установки в специальную панельку, в народе называемую “кроваткой”. Типичным представителем является микросхема BIOS в ваших компьютерах.
Вот так примерно выглядит “кроватка” для таких микросхем
А вот так микросхема “лежит” в кроватке.
Иногда такие микросхемы называют QFJ, как вы уже догадались, из-за выводов в форме буквы “J”
Ну и количество выводов ставится после названия корпуса, например PLCC32.
PGA корпус
PGA (Pin Grid Array) – матрица из штырьковых выводов. Представляет из себя прямоугольный или квадратный корпус, в нижней части которого расположены выводы-штырьки
Такие микросхемы устанавливаются также в специальные кроватки, которые зажимают выводы микросхемы с помощью специального рычажка.
В корпусе PGA в основном делают процессоры на ваши персональные компьютеры.
Корпус LGA
LGA (Land Grid Array) — тип корпусов микросхем с матрицей контактных площадок. Чаще всего используются в компьютерной технике для процессоров.
Кроватка для LGA микросхем выглядит примерно вот так:
Если присмотреться, то можно увидеть подпружиненные контакты.
Сам микросхема, в данном случае процессор ПК, имеет просто металлизированные площадки:
Для того, чтобы все работало, должно выполняться условие: микропроцессор должен быть плотно прижат к кроватке. Для этого используются разного рода защелки.
Корпус BGA
BGA (Ball Grid Array) – матрица из шариков.
Как мы видим, здесь выводы заменены припойными шариками. На одной такой микросхеме можно разместить сотни шариков-выводов. Экономия места на плате просто фантастическая. Поэтому микросхемы в корпусе BGA применяют в производстве мобильных телефонов, планшетах, ноутбуках и в других микроэлектронных девайсах. О том, как перепаивать BGA, я еще писал в статье Пайка BGA микросхем.
В красных квадратах я пометил микросхемы в корпусе BGA на плате мобильного телефона. Как вы видите, сейчас вся микроэлектроника строится именно на BGA микросхемах.
Технология BGA является апогеем микроэлектроники. В настоящее время мир перешел уже на технологию корпусов microBGА, где расстояние между шариками еще меньше, и можно уместить даже тысячи(!) выводов под одной микросхемой!
Вот мы с вами и разобрали основные корпуса микросхем.
Ничего страшного нет в том, что вы назовете микросхему в корпусе SOIC SOPом или SOP назовете SSOPом. Также ничего страшного нет и в том, чтобы назвать корпус QFP TQFPом. Границы между ними размыты и это просто условности. Но вот если микросхему в корпусе BGA назовете DIP, то это уже будет полное фиаско.
Начинающим радиолюбителям стоит просто запомнить три самых важных корпуса для микросхем – это DIP, SOIС (SOP) и QFP безо всяких модификаций и стоит также знать их различия. В основном именно эти типы корпусов микросхем радиолюбители используют чаще всего в своей практике.
www.ruselectronic.com
Скупка микросхем, цены и фото, содержание драгметаллов в микросхемах
Цены в каталоге действительны на 30.11.2019 г.
Под фотокаталогом находится полезная информация по разделу.
С 1990 года выпуска минус 10% от стоимости.
С 2000 года выпуска минус 20% от стоимости.
Скупка микросхем по высоким ценам
Компания «Астрея-Радиодетали» покупает микросхемы в Москве и Московской области на постоянной основе. Мы также осуществляем скупку микросхем по самым высоким ценам во всех регионах РФ посредством услуг Почты России — посылками и бандеролями. Информация по отправке и оплате за радиодетали находится на странице «Отправка радиодеталей Почтой России «.
Также наша компания осуществляет покупку импортных микросхем более 6 лет у физических лиц, надёжно и безопасно. Цена на крупные партии радиодеталей всегда выше на 5-7%, а в отдельных случаях мы готовы купить Ваши детали дороже конкурентов на 10%, расчёт сразу после сделки. При работе с постоянными клиентами действует накопительная система «Бонус +3».
Покупаем на постоянной основе следующие микросхемы:
- В круглых, керамических, планарных, DIP, пластмассовых корпусах определённых серий.
- Новые, б/у и после демонтажа.
- Изготовленные в Советском Союзе, импортного производства, таких стран как: Чехословакия, Болгария, Германия.
Также мы купим другие радиодетали в любом состоянии, которые содержат драгоценные металлы. Расчёт цены на микросхемы производится в точной зависимости от маркировки и года выпуска и зависит от курса Лондонской биржи. Все содержания драгоценных металлов в различных микросхемах давно изучены, поэтому наши специалисты точно рассчитают цену на микросхемы при помощи маркировки, которая находится на корпусе детали.
Также на нашем сайте представлен самый полный каталог с фото микросхем, которые содержат драгоценные металлы. В нём Вы без труда найдёте цену на интересующую Вас позицию.
- При определении цены руководствуйтесь основным фактором — это внешний вид микросхемы. Если у Вас микросхема другой маркировки, чем на сайте в фотокаталоге, но внешне они идентичны (одинаково выглядят), то цена будет одинаковой.
- На цену микросхем влияет также год выпуска и завод-изготовитель. Микросхемы, начиная с 03.1990 года стоят дешевле, так как именно в это время вышло Постановление Совета Министров «О экономии драгметаллов на производстве». Данная экономия при серийном выпуске радиодеталей выражалась в снижении расходов золота, серебра и МПГ (металлов платиновой группы) в 3-7 раз. К примеру, толщину покрытия контактов разъёмов стали выполнять на несколько микрон меньше без существенного снижения качества деталей.
- С 1983 года на некоторых сериях, а после 1990 года на большинство микросхем год выпуска наносили латинскими буквами. Пример, W7. Данная маркировка означала, что микросхема была изготовлена в июле 1988 года. Ниже представлены таблицы ГОСТов для радиодеталей, в маркировке которых полностью цифровые значения года и месяца выпуска детали заменены на латинскую букву и цифру. Данные таблицы применимы и для определения года выпуска различных серий транзисторов и других радиодеталей.
- Микросхемы 155 серии и подобные, кроме 565 РУ серии, покупаем на вес. 565 РУ серию (чёрная пластмасса, белые выводы) покупаем поштучно.
- Микросхемы 155 серии и подобные (чёрная пластмасса, белые выводы) на платах отправлять через Почту России или ТК не особо рентабельно. Если данных плат немного, порядка 5-10 единиц, то присылайте вместе с другими деталями, расценим.
- Импортные микросхемы (аналоги 155 серии) покупаем только раскусанными, чтобы было видно позолоченную (жёлтую) пластинку, которая находится внутри чёрного пластмассового корпуса.
Остались вопросы? Можете позвонить по телефону +7 (968) 644-09-67 отправить сообщение на нашу электронную почту. С уважением к Вам, коллектив компании «Астрея-Радиодетали».
Таблица ГОСТов для радиодеталей, на корпусе которых не указан цифровое обозначение года выпуска
| Буквенная маркировка годов выпуска,если после буквы стоит одна цифра ГОСТ №1 |
|---|
| R – 1983г., S – 1984г., T – 1985г., U – 1986г., V – 1987г., W – 1988г., Х – 1989г., А – 1990г., B – 1991г., С – 1992г., D – 1993г., Е – 1994г., F – 1995г., Н –1996г., I – 1997г., К – 1998г., L – 1999г., М – 2000г., N – 2001г.. |
| Буквенная маркировка годов выпуска,если после буквы стоит две цифры ГОСТ №2 |
|---|
| А – 1990г., B – 1991г., С – 1992г., D – 1993г., Е – 1994г., F – 1995г., Н –1996г., I – 1997г., К – 1997г., L – 1999г., М – 2000г., N – 2001г., Р – 2002г., R – 2003г., S –2004г., Т – 2005г., U – 2006г., V – 2007г., W – 2008г., X – 2009г.. |
| Буквенная маркировка годов выпуска,если имеются две буквы (доп. к ГОСТ №1) | |
|---|---|
| Год выпуска | Месяц выпуска |
| U – 1986 | 1 – Январь |
| V – 1987 | 2 – Февраль |
| W – 1988 | 3 – Март |
| X – 1989 | 4 – Апрель |
| A – 1990 | 5 – Май |
| B – 1991 | 6 – Июнь |
| C – 1992 | 7 – Июль |
| D – 1993 | 8 – Август |
| E – 1994 | 9 – Сентябрь |
| F – 1995 | O – Октябрь |
| H – 1996 | N – Ноябрь |
| I – 1997 | D – Декабрь |
| K – 1998 | |
| L – 1999 | |
| M – 2000 | |
www.astreya-radiodetali.ru
Делаем микросхемы дома — часть 3 / Habr
Прошло чуть больше года после предыдущих статей о моем проекте создания микросхем дома (1, 2), люди продолжают интересоваться результатами — а значит пора рассказать о прогрессе.Напомню цель проекта: научиться изготавливать несложные кремниевые цифровые микросхемы в «домашних» условиях. Это никоим образом не позволит конкурировать с серийным производством — помимо того, что оно на порядки более совершенное (~22нм против ~20мкм, каждый транзистор в миллион раз меньше по площади), так еще и чудовищно дешевое (этот пункт не сразу стал очевиден). Тем не менее, даже простейшие работающие микросхемы, изготовленные в домашних условиях будут иметь как минимум образовательную и конечно декоративную ценность.
Как я уже упоминал в комментариях к другому топику, попытка выйти с этим проектом на kickstarter провалилась — проект не прошел модерацию из-за отсутствия прототипа. Это заставило в очередной раз переосмыслить пути коммерциализации этой упрощенной технологии. Возможность релиза технологии домашних микросхем в виде RepRap-подобного opensource-кита покрыта туманом: очень уж много опасной, дорогой и нестойкой химии — так просто рассылать по почте не выйдет. Также по видимому отсутствует возможность делать мелкие партии микросхем дешевле серийных заводов: сейчас минимальные тестовые партии микросхем можно изготавливать примерно по 30-50$ штука (в партии ~25 штук), и существенно дешевле 30$ за микросхему сделать это на самодельной упрощенной установке не получится. Кроме того, не смотря на низкую цену на обычных заводах — любительские микросхемы практически никто не делает, задач где они имели бы преимущества перед FPGA/CPLD/микроконтроллерами практически нет, а стоимость и сложность разработки — остается очень высокой.Но как я уже упоминал выше — даже с этими недостатками проект остается для меня интересным.
Из того, что уже упоминалось в моих других статьях в последние месяцы — куплен кислородный концентратор, позволяет получить ~95% кислород без головной боли. Из вредных примесей — похоже только углекислый газ (35ppm), будем надеяться, этого будет достаточно. Также едет из Китая генератор озона (ему на входе нужен кислород) — есть результаты исследований, показывающих что им удобно растить тонкие подзатворные диэлектрики и использовать как один из этапов для очистки пластин.
Уже достаточно давно куплен металлографический микроскоп, и исследованы кучи существующих микросхем. В целом, стало намного понятнее с чем придется иметь дело. И наконец, поскольку микроскоп — симметричный прибор, его можно использовать для проекции уменьшенного изображения при фотолитографии. Совмещение изображения — визуальное и ручное. Источник освещения для проецирования — даже не обязательно УФ диодом делать, белый свет также вполне подойдет — качество изображения позволяет (хотя мощные 405нм диоды у меня тоже есть). Достижимые таким образом нормы фотолитографии — микронные (если сильно постараться — то до ~350нм), но смысла сильно уменьшать транзисторы нет — т.к. пропорционально уменьшается и «размер кадра», контакты к которым придется приваривать выводы станут слишком мелкими. Так что придется первоначально ограничиться нормами 10-20мкм, как и планировалось.
Микроскоп несколько поколебал веру как в отечественных производителей, так и в китайских. Оказалось, некоторые «отечественные» микроскопы — перемаркированные китайцы за 200-300% цены. С другой стороны — один из объективов похоже немного кривоват и предметный столик имел небольшой дефект литья — пришлось дорабатывать напильником (в прямом смысле этого слова). 
Один из важных химических элементов для производства микросхем — вода. Опять-же в Китае куплен кондуктометр — измеритель электропроводности воды. По электропроводности можно оценить количество растворенных солей (+-50%, если не известно что именно растворено). В воде обычно растворены соли калия, натрия, кальция и марганца — и все они очень опасны для микросхем (особенно натрий и калий), т.к. их ионы могут быстро двигаться в кремнии и оксиде кремния при обычных температурах и изменять электрические параметры транзисторов (для полевых транзисторов — пороговое напряжение, утечку). 
Измерил имеющиеся образцы воды, и получил следующее:
| Концентрация примесей | |
| Водопроводная вода | 219ppm |
| «Новый» бытовой фильтр | 118ppm |
| «Старый» бытовой фильтр | 210ppm |
| Кипяченая вода из нового фильтра | 140ppm (!!! 2 раза перепроверял) |
| Бидистиллированная вода из Русхима (Не похоже на бидистиллированную) |
10ppm |
| Деионизировнаная вода из института микробиологии | 0ppm |
| Деионизированная после 6 часов на воздухе (Из-за растворения углекислого газа из воздуха) |
8ppm |
Также удалось купить и TMAH (тетраметиламмония гидроксид) — используется как проявитель для фоторезиста, не содержащий ионов щелочных металлов (которые как мы знаем — зло). 
Для вакуумной системы — вместо покупки вакуумной резины (несколько раз пытался — но так и не осилил), нашелся в Китае вот такой вот gasket maker — паста, которую можно выдавить в нужную форму, она затвердевает — и становится резиновой. 
По печке: для теплоизоляции — куплено вот такое базальтовое полотно, используется для теплоизоляции ядерных реакторов. Выдерживает 1000-1200 градусов. 
Под микроскопом — видно отдельные нити расплавленного базальта, из которых сплетено полотно. Вот это настоящие нанотехнологии!!! В голове по началу не укладывается: как из камня можно сделать тончайшие нити, и соткать гибкий материал? (масштаб: 1 пиксель ~ 3 микрометра):
Найдены и порезаны кварцевые трубки для печки разного диаметра. Первый уровень теплоизоляции — воздушный зазор межу вставленными друг в друга трубками.
Изначально я думал питать печку прямо от 220 вольт — но все-же благоразумно решил перейти на питание постоянным напряжением 48 Вольт — это позволит как точнее регулировать и контролировать мощность, так и сделает конструкцию безопаснее. Куплены 2 блока питания на 400Вт. Как китайцы такой блок производят и доставляют за 19$ — загадка:
Для контроля температуры — изначально были куплены высокотемпературные термопары, рассчитанные на 1200 градусов (про них писал в прошлой серии — но фотографии не было). Размер конечно конский. Вероятно будет проще следить за уровнем инфракрасного излучения на длине волны 1мкм — кварц для него прозрачен.
И наконец — инертная среда для печки. В моем случае это Аргон. Из-за особенностей разделения газов — аргон получается чище, чем азот, хоть и несколько дороже. Я купил маленький 10л баллон, и регулятор. Регулятор внезапно не подошел — резьба не совпадает, нужно или переходник искать, или другой регулятор покупать.
Оказалось, сжатые газы продают рядом с домом (жизнь в промышленной зоне Москвы имеет свои преимущества) — и я приехал за ним с тележкой. Рабочий не оценил мой порыв — и настоятельно рекомендовал завернуть баллон в картон, чтобы прохожие не переживали. За 15 минут мы справились с камуфляжем. В общем, встреча с реальным миром вечно дарит сюрпризы 🙂 
Генератор азота — это конечно удобно, работать с пластинами в инертной атмосфере и не возиться с баллонами, но также не критично.
Единственное, что серьёзно могло бы облегчить работу — это образцы spin-on dopants и spin-on glass. В России по различным причинам их не используют и не производят, за рубежем — производителей мало, продается большими партиями и стоит дорого (тысячи $). Компания Emulsitone, у которой покупала образцы Jeri Ellsworth когда делала свои транзисторы — похоже загнулась, с ними связаться так и не удалось. Но это также не обязательный пункт — работать можно и без них (с фосфорной и борной кислотами, POCl3 и BBr3), хоть и намного сложнее / несколько опаснее.
И наконец — конечно не хватает спонсора для моих проектов, иногда между дополнительными затратами времени и дополнительными затратами денег приходится выбирать первое. Если кто-то из компаний или частных лиц имеет желание спонсировать мои проекты (условия обсуждаемы) — вы знаете, где меня найти :-).
Update: Ориентировочная смета есть, высылаю по запросу — т.е. представление на что именно нужны деньги — есть.
Затем нужно думать, как в домашних условиях сделать ультразвуковую или термокомпрессионную сварку проволоки с кремниевой пластиной — это нужно для подключения выводов.
Надеюсь, в обозримом будущем домашние микросхемы мы все-же увидим 🙂
habr.com
Делаем микросхемы дома — шаги 0 и 1 / Habr
В этой статье я расскажу о начале своей работы над совершенно безбашенной задачей: конечная цель в том, чтобы получить рабочую микросхему по «толстым» нормам (5-10µm) дома. Это не первое апреля и я не сумасшедший, это просто моё хобби.Возникла эта идея не сейчас и неспроста. С детства я хотел быть газосварщиком, и… делать микросхемы. И если по первому пункту мне достаточно быстро удалось сделать дома сварочный аппарат (бутан-водород/кислород), то с микросхемами все никак не складывалось. Долгое время все мысли останавливались на том, что я не знал где можно взять собственно полупроводники необходимой чистоты (и мысли останавливались на ковырянии мощных транзисторов), пока на форуме не подсказали что в принципе, можно и купить пластины. Затем я даже наткнулся на человека, который 20 лет работал над похожей задачей, и в итоге сдался. Пожалуй, тут можно было опустить руки и перестать тратить время на глупые мечты. Но, однажды я увидел ролик чудовищно гениальной женщины – Jeri Ellsworth – она смогла сделать отдельные полевые транзисторы на основе заводских пластин – и тогда я решил, что настало время поплотнее заняться этой проблемой.
В этой статьях я расскажу о своём текущем прогрессе, но не ждите быстрого продолжения – весь процесс может легко занять пару лет.
Шаг 0:
Были скуплены все книги по теме из местных Интернет-магазинов (как раз на 1 полку), повыкачаны из торрентов все доступные сборники оцифрованных книг. Теоретической информации там конечно много, но с практической стороны – многое покрыто мраком. Даже старые техпроцессы в деталях не описаны нигде, и потому придется много пробовать. Также перерыл интернет в поисках местных поставщиков всех потенциально необходимых материалов (собственно кремний, фоторезисты, химия, газы). Пока найти не удалось местную компанию которая может изготавливать асферическую оптику из оптического/кварцевого стекла – но это в ближайший год не станет препятствием.
Шаг 1: Кремний
Монокристаллический кремний – сердце домашней микросхемы. Вырастить дома – хоть и реально (по моим безумным меркам), но чертовски дорого. Потому я стал гуглить местных производителей кремния – кто-то говорил что они свернули производство и занимаются только сдачей помещений в аренду, кто-то не отвечал, пока наконец я не дошел до компании Терасил – там я наконец смог купить все что мне нужно. Самое главное – разрезанные и отполированные пластины монокристаллического кремния легированного в P и N тип (справа на фото).
Далее – куча разбитых пластин для тренировки. Потренировался раскалывать пластину на кусочки (оказалось, что они все с ориентацией кристаллической решетки 111 – раскалываются треугольниками, а не квадратами). Т.к они еще не отполированы – я попробовал и отполировать – провал полный: паста гои кремний не берет, нужна алмазная паста. Если со временем получится полировать, можно будет пробовать делать солнечные батареи (а из монокристаллического кремния они получаются довольно эффективные).
И наконец – кусочки монокристаллического кремния. Те что толстые слева – погрязнее (но достаточно чистые для микросхем), 2 тоненьких справа – сверхчистые, намного выше требований чистоты кремния для обычных микросхем. Само собой, разрезать их дома не выйдет (если конечно не завалялась алмазная дисковая пила) – только разбить. Нужны для того чтобы пробовать осаждать пленки аморфного кремния химическим (PE CVD Sih5) или физическим (испарение в вакууме) путем.
Какие дальше стоят задачи
- В первую очередь – строительство печи на 1200 градусов для маленького образца. Промышленные печи под такую температуру в квартире не поставить, и стоят огого. Потому буду пробовать нагревать образец галогеновыми лампами с рефлекторами.
- Переезд в отдельную квартиру: меня сразу выгонят увидев бородатого мужика в противогазе и резиновых перчатках с кучей подозрительных баночек.
- Далее – необходимая химия и фоторезисты – и можно пробовать делать 1 транзистор по процессу Jeri.
Что я ищу и пока не нахожу
В первую очередь – это информация. Хотелось бы иметь контакты людей, которые работают на производстве – ведь я соберу все грабли, которые технологи собирали последние 50 лет Затем – информация о техпроцессах и главное – библиотеки под толстые техпроцессы – пока мне их не удалось достать, а из отдельных транзисторов особо не по-проектируешь. Ну и наконец, хочу найти разработчика ASIC, который показал бы мне основные шаги разработки (кое-что я думаю что знаю, но много пробелов и я могу ошибаться сильно). По всем этим вопросам приглашаю на форум по этому проекту (English only).
Комментарии / мнения — в студию.
habr.com
