ANDREAS LEWICKI

Einführung
in die Mikroelektronik

Inhalt

• A Einleitung
  • 1. Vorwort
  • 2. Überblick
    • 2.1. Historischer Rückblick
    • 2.2. Haupttechniken der Miniaturisierung
    • 2.3. Bedeutung der Mikroelektronik in der gegenwärtigen Situation der Elektronik
    • 2.4 Ausblick
  • 3. Systembetrachtung
    • 3.1. Miniaturisierung diskreter Schaltelemente
    • 3.2. Integration elektronischer Schaltelemente
      • 3.2.1. Optimierung der Größe Integrierter Schaltungen
      • 3.2.2. Verlustleistung und Wärmeabfuhr bei Integrierten Schaltungen
      • 3.2.3. Zuverlässigkeit Integrierter Schaltungen
  • Strahlungsfestigkeit
  • Redundanz
• B Miniaturisierungstechniken der Elektronik
  • Definitionen
  • Allgemeines
  • 1. Miniaturelekotrinik (diskrete Miniaturschaltelemente)
    • Definition
    • Allgemeines
    • 1.1. Subminiaturtechnik
    • 1.2. Microcomposants-Technik
    • 1.3. Mikromodultechnik
    • 1.4. Pellet-Technik
  • 2. Mikroelektronik (Integrierte Schaltungen)
    • 2.1. Integrierte Dünnfilmtechnik
      • 2.1.1. Physikalische Grundlagen
        • 2.1.1.1. Struktur von Dünnffilmen und Trägerkörpern
        • 2.1.1.2. Elektrische Eigenschaften von Dünnfilmen
      • 2.1.2. Technologische Grundlagen
        • 2.1.2.1. Substratmaterial und -zubereitung
        • 2.1.2.2. Herstellung von dünnen Filmen
        • 2.1.2.3. Dickenmessung von Dünnfilmen
        • 2.1.2.4. Herstellung von Dünnfilmmustern
        • 2.1.2.5. Bestimmung des Temperaturprofils von Integrierten Dünnfilmschaltungen
      • 2.1.3. Herstellung der Dünnfilmschaltelemente
        • 2.1.3.1. Dünnfilmleiter und Leitungskreuzungen
        • 2.1.3.2. Dünnfilmwiderstände
        • 2.1.3.3. Dünnfilmkondensatoren
        • 2.1.3.4. Verteilte RC-Glieder
        • 2.1.3.5. Dünnfilmspulen
        • 2.1.3.6. Magnetische Dünnfilmspeicher
        • 2.1.3.7. Dünnfilmdioden und -trioden
      • 2.1.4. Fabrikationsbeispiele für lineare, Integrierte Dünnfilmschaltungen
        • 2.1.4.1. Siebdrucktechnik
        • 2.1.4.2. Tantaltechnik
        • 2.1.4.3. Hochvakuum-Aufdampftechnik
        • 2.1.4.4. Halbfabrikate
      • 2.1.5. Aufbau der Funktionsblöcke
        • 2.1.5.1. Innere Kontaktierung der Anschlüsse
        • 2.1.5.2. Kapselung
      • 2.1.7. Normen
      • 2.1.8. Vorteile und Nachteile
    • 2.2. Integrierte Halbleitertechnik
      • 2.2.1. Physikalische Grundlagen
        • 2.2.1.1. Kristallbau und Energiebändermodell
        • 2.2.1.2. Leitungsmechanismus in Halbleitern
        • 2.2.1.3. Aufbau und Wirkungsweise von Schaltelementen
      • 2.2.2. Technologische Grundlagen
        • 2.2.2.1. Herstellung von Einkristallscheiben
        • 2.2.2.2. Silizium-Planar-Diffusionstechnik
      • 2.2.3. Herstellung der Schaltelementen
        • 2.2.3.1. Isolation
        • 2.2.3.2. Verstärkerelemente
        • 2.2.3.3. Gleichrichterdioden
        • 2.2.3.4. Widerstände (diffundiert)
        • 2.2.3.5. Kondensatoren
        • 2.2.3.6. Zwischenverbindungen
      • 2.2.4. Aufbau der Funktionsblöcke
        • 2.2.4.1. Kapsel
        • 2.2.4.2. Zerteilen der Scheiben
        • 2.2.4.3. Befestigen der Chips
        • 2.2.4.4. Kontaktieren der Chips
        • 2.2.4.5. Verschließen und Stabilisieren
        • 2.2.4.6. Aufbau mit Anschlußfahnen ohne vorgefertigte Kapsel
      • 2.2.5. Übersicht des Fertigungsablaufs
        • 2.2.5.1. Ablaufschema und Beispiel
        • 2.2.5.2. Halbfabrikate
      • 2.2.6. Prüfung und Zuverlässigkeit
      • 2.2.7. Normen
      • 2.2.8. Vorteile und Nachteile
    • 2.3. Hybridtechniken
      • 2.3.1. Multichip-Hybridtechnik
      • 2.3.2. Dünnfilm-Hybridtechnik
        • 2.3.2.1. Einsetzen konventionell gekapselter Halbleiterkomponenten
        • 2.3.2.2. Einsetzen ungekapselter und glasierter Halbleiterkomponenten
      • 2.3.3. Halbleiter-Hybridtechnik
• C Schaltungsentwicklung mikroelektronischer Funktionsblöcke
  • 1. Elektronischer Entwurf
    • 1.1. Spulenfreie Schaltungen
      • 1.1.1. Spulenfreie induktive Phasenschiebung
      • 1.1.2. Spulenfreie Selektive Schaltungen
        • 1.1.2.1. Schaltungen mit verteilten RC-Gliedern
        • 1.1.2.2. Anordnungen mit elektrischen Energiewandlern
      • 1.1.3. Spulenfreie Drosselglieder
      • 1.1.4. Transformatorfreie Entkopplung
    • 1.2. Verlustarme Schaltungen
      • 1.2.1. Schaltmaßnahmen zur Verminderung der Verluste
      • 1.2.2. Schaltungen mit verlustarmen Schaltelementen
        • 1.2.2.1. Schaltungen mit verlustarmen Si-Planartransistoren
        • 1.2.2.2. Schaltungen mit Feldeffekttransistoren (FET)
    • 1.3. Redundante Schaltungen
    • 1.4. Besonderheiten bei den Integrierten Dünnfilmschaltungen
    • 1.5. Besonderheiten bei Integrierten Halbleiterschaltungen
      • 1.5.1. Digitale Halbleiterschaltungen
        • 1.5.1.1. DCTL-Technik (direct coupled transistor logic)
        • 1.5.1.2. RTL-Technik (resistor-transistor logic)
        • 1.5.1.4. DTL-Technik (diode-transistor logic) undLLL-Technik (low-level logic)
        • 1.5.1.5. TTL-Technik (transistor-transistor logic)
        • 1.5.1.6. CML-Technik (current-mode logic) und ECTL-Technik (emitter coupled-transistor logic), auch ECL-Technik (emitter-coupled logic oder emitter-current-logic)
      • 1.5.2. Analoge Halbleiterschaltungen
  • 2. Topologischer Entwurf
• D Entwicklung und Fertigung mikroelektronischer Geräte und Anlagen
  • 1. Entwicklung mikroelektronischer Geräte und Anlagen
    • 1.1. Systemplanung
    • 1.2 Baugruppenentwicklung
    • 1.3 Konstruktion
      • 1.3.1. Baugruppenkonstruktion
        • 1.3.1.1. Aufbau und Anordnung von Vielschichtschaltkarten
        • 1.3.1.2. Erweiterung der mikroelektronischen Funktionsblöcke
      • 1.3.2. Wärmeabführung
      • 1.3.3. Bedienungsmittel
  • 2. Fertigung mikroelektronischer Geräte und Anlagen
  • 3. Beispiele mikroelektronischer Geräte und Anlagen
    • 3.1. Übersicht typischer Beispiele
    • 3.2. Führungs- und Steuerelektronik der „Minuteman II“-Fernrakete
    • 3.3 Digitalisierter Loran-C Funknavigationsempfänger
• E Wirtschaftliche Bedeutung der Mikroelektronik
  • 1. Organisation des Herstellungsganges der Mikroelektronik
    • 1.1 Entwicklungs- und Fertigungsablauf
    • 1.2 Gliederungsmöglichkeiten
  • 2. Herstellkosten und Marktverhältnisse
    • 2.1. Investitionen und Einzelkosten
    • 2.2. Umsatzerwartungen
    • 2.3. Preisentwicklung
  • 3. Bedeutung der Mikroelektronik in einzelnen Industrieländern
    • 3.1. Vergleich der wirtschaftlichen Voraussetzungen
    • 3.2. Betätigung einzelner Industrieländer
      • 3.2.1. USA
      • 3.2.2 .Westeuropäische und andere westliche Länder
• F Formelzeichen und Einheiten
• Literaturverzeichnis
• Nachtrag