Подскажите пожалуйста, либо ткните ссылкой где почитать:
От чего зависит нижняя граница температурного диапазона? Почему у нас военка идет до минус 60, а за рубежом минус 55? Это определяется технологией изготовления или просто стандартом на испытания? Какие физические дефекты могут проявиться при работе и повлиять на отказ?

Физически свойства полупроводниковых приборов ухудшаются при охлаждении из-за уменьшения концентрации основных носителей. Ну а порог определяется стандартом. У нас как известно не тропики, вот и приняли меньше некуда...

т.е. наши ничего специально не делают для расширения диапазона? и в принципе можно использовать зарубежные полупроводники на минус 60?

Да делают, если надо. В принципе, для современных технологий большой минус- не проблема. Так как концентрации примесей очень высоки, а рабочие поля большие. Я лично не проверял, но, уверен, субмикронный КМОП будет нормально работать и при -200.
Самое серьезное ограничение здесь в другом - корпус.
Пластмасса может трескаться уже при -40.
Поэтому для ВП - только металлокерамика.
То есть, для сверхнизких температур обязателен расчет (и проведение испытаний) конструкции, в которой используется кристалл.
Становится весьма важным сочетание температурных коэффициентов расширения материалов конструкции и самого кристалла.
Это справедливо и для высоких температур.

А насчет происхождения -60 - это самая низкая температура для России. Отсюда и стандарт. Похоже, в этой цифре уже заложена именно оборонительная политика! А вот -55 - странная цифра для США, например....
Хотя, это, наверное, от Канады идет. НАТО, понимаешь.....

Как мне кажется не корпус определяет морозоустойчивость, т.к. даже для обычных пластмассовых микросхем пишут температуру хранения минус 65, а рабочую минус 55 или минус 40.

П.С. Вообще-то в россии в районе оймякона-верхоянска иногда и ниже 70 опускается, там самое холодное место на земле. А у америки есть еще аляска.

Да, извиняюсь - про Аляску забыл совсем....
Возможно, -60 - это то, что еще способен вынести какое-то необходимое время человек. По крайней мере, людей, "гулявших" на улице при -60 я знаю. А при -70 - нет (что-то с ними стало?) :-)

Вы не путаете "обычные" с милитари? -55 - это военный диапазон у них.
У коммерции и индустриала не может быть хранение до -65. Они все растрескуются 100%.

А определяет именно конструкция. И разварка (проволочки), или шарики.
Для большого диапазона, повторюсь, нужно хорошее соответствие между тепловыми коэффициентами расширения используемых в конструкции материалов. А иначе - трещины и разрывы неизбежны, увы.
Клей для кристалла - тоже очень критично.
Особенно это становится актуально для космических аппаратов - там диапзон от -200 до +200 - обычное дело. Поэтому электроника термостатируется, как правило.

Позволю не согласиться. Для достижения минимума шумов у нас народ HEMT-ы - обычные, коммерческие, пластик от -40 град - засовывает и в жидкий азот и до 15К компрессией догоняет - и не слышал я жалобы на растрескивание корпуса. Говорят, в массовом производстве - случается, но это проценты.
А вот как его поставить - это знать надо

Температура хранения от -65 дело весьма обычное. Даже если рабочее от -40.
Сделать полевик на -200... На кремнии затруднительно, температуры истощения примесей прорядка 100К и несколько выше. Если подобрать полупроводники и примесь специально... Все равно на грани. Можент на германии, там типичные температуры истощения в районе 50К вполне типичны.

Может и не треснет. Вопрос как вы это заказчику доказываете ?
"засовывает и в жидкий азот и до 15К компрессией догоняет - и не слышал я жалобы на растрескивание"
А если это все потом на борту треснет и ......

Сажать кого будут, того кто в азот засовывал ?

Вы, очевидно, несколько mixed-up. Я всего лишь приводил пример, опровергающий утверждение:

И не более того.

Ну, давайте не будем ругаться.
Lonesome Wolf, если Вы посмотрите под хорошим микроскопом "засунутые" в азот и извлеченные потом пластмасовые корпуса, - вопросы растрескается или нет отпадут. Будут микротрещины. Другое дело, что они не обязательно сразу приведут к отказу функционирования. Но приведут! Ну и потом, это ж вопрос надежности. Кто такое будет гарантировать? Никто. А пока жалоб может и не быть.....
А если температура меняется туда-сюда в значительном диапазоне, то подключается еще и другой механизм разрушения корпуса.
Плюс разгерметизация кристалла, коррозия, и т.д и т.п.
Короче, нельзя. Но если очень хочется, - то пожалуйста. Тем более в "гражданских" и не дорогих "игрушках".

Для информации - даже на поверхности кристалла большие площади алюминия часто трескаются из-за разности температурных коэффициентов.
Поэтому в DRC иногда оговаривается максимальная сплошная ширина металла.

Alex255, -200 я написал для "красного словца". Более точную минимальную температуру надо измерять для конкретного техпроцесса. В субмикронах концентрации в истоках-стоках уже близки к пределу растворимости. Там и физхимия немного "кривая". Да я и не предлагаю для таких температур использовать что попало.... Специальные технологии есть.

В действительности все то хозяйство, о котором я упоминал, благополучно функционирует в течении достаточного длительного времени. Я согласен, что термоциклирование - неприятная штука, но опять же, это зависит. Но, IMHO, если размеры кристалла и корпуса достаточно малы, то механические напряжения не должны быть слишком велики, и Ваша информация это косвенно и подтверждает

Механические напряжения не от размеров зависят, а от сочетания материалов и технологии (корпусировки например).

Речь идет о приведенных величинах. Т.е. приложенных силах, вызывающих или не вызывающих необратимые деформации.

См. выше.

Да, конечно, важен абсолютный размер ( :-) ).
Например, эффект "срезания" проводков разварки от термоциклирования (в теле пластика) проявится скорее для кристалла 4х4 мм кв. , чем для 1х1 мм кв.
Экстраполируя: - чип размером с атом вообще не будет существенно изменяться при термоциклировании. А размером с мамонта - вымрет при первом же похолодании..... :-)

Cуществует набор применений, где требуется обеспечить работоспособность ИС до криогенных температур, вплоть до жидкого гелия. Наиболее сложно обеспечить работоспособность аналоговых схем в широком диапазоне температур, с цифровыми - проще. Проблема корпуса ИС решается как с заложником в известном фильме "Скорость", т.е. собственно кристал(ы) не корпусируется.

Приведенная величина это как раз напряжение, а не сила. Сила - это в данном случае ГРАНИЧНОЕ условие для данной системы. А вероятность отказа связана с локальным состоянием, то есть с напряжением. Или Вы считаете что напряжение зависит от размера?
Другое дело, что вероятность отказа большой системы всегда больше чем маленькой. 1х1 против 4х4 - это один к шестнадцати. И напряжения здесь почти не причем.


Очень интересно узнать, что это за п/п прибор работает при гелии? Естественно в качестве активного компонента

Имеется в виду вот что:
Допустим, есть пирог из двух материалов, один с ТКР 1.1, а другой с ТКР 1.2.
Длина пирога L
Его нагрели или охладили, и абсолютные размеры стали отличаться на 0.1L
Так вот, если 0.1L окажется достаточно, чтобы "отрезать" проводок разварки, то он непременно будет отрезан. А проводок этот чаще всего 30-40 мкм диаметром. И его не обязательно даже весь смещать - достаточно на несколько микрон порой, и он уже будет не приварен, а "прислонен", и при нагревании может потом отойти с зазором (а при отсутствии герметичности - точно окислится). Так что, абсолютный размер важен также, как и ТКР.
Вы не пробовали вскрывать пластиковые корпуса? Часто видно, что часть алюминия остается на кристалле, а часть - на пластиковой форме. Часть, - потому что есть неравномерность в адгезии. Но основная причина - разный ТКР алюминия и пластика и большие площади алюминия. На малых расстояниях еще спасает пластичность алюминия - он по сути подчиняется изменениям размеров окисла кремния и пластика.

Спасибо за разьяснение моей невнятной мысли - именно это я и имел в виду .
А корпуса не вскрывали - не было повода - работало же .



Я же упоминал - HEMT-ы - чем ниже температура, тем лучше работают - это же квантовый прибор в общем и целом.

"Имеется в виду вот что:
Допустим, есть пирог из двух материалов, один с ТКР 1.1, а другой с ТКР 1.2.
Длина пирога L
Его нагрели или охладили, и абсолютные размеры стали отличаться на 0.1L"
Это мне со школы известно.

"Так вот, если 0.1L окажется достаточно, чтобы "отрезать" проводок разварки, то он непременно будет отрезан. А проводок этот чаще всего 30-40 мкм диаметром. И его не обязательно даже весь смещать - достаточно на несколько микрон порой, и он уже будет не приварен, а "прислонен", и при нагревании может потом отойти с зазором (а при отсутствии герметичности - точно окислится). Так что, абсолютный размер важен также, как и ТКР."
Вы реальную корпусировку знаете? Существует масса методов где проводки (из золота) находятся в газовой атмосфере. А то что вы говорите несколько удивляет - представьте себе процесс корпусировки где пластмасса (керамика) прессуется, остывает и пр. Эти самые провода сорвет еще в процессе если они находятся в теле (материале) корпуса! Вы хоть видели заготовки корпусов?

"Вы не пробовали вскрывать пластиковые корпуса? Часто видно, что часть алюминия остается на кристалле, а часть - на пластиковой форме. Часть, - потому что есть неравномерность в адгезии. Но основная причина - разный ТКР алюминия и пластика и большие площади алюминия. На малых расстояниях еще спасает пластичность алюминия - он по сути подчиняется изменениям размеров окисла кремния и пластика."
Это Вы каким методом вскрывали? Мы тоже делали скажем так - питание в 220 и кристал сам выпрыгивает. И что?
Надо сказать у нас в центре давно ведется тема обратного проектирования. Представляете что это такое? Так вот, корпуса у нас научились вскрывать так, что ИМС остается работоспособной.
Хватит ерунду нести.




Это Вы про гетеропереходные МОП чтоль? И при чем здесь квантовость? Есть там 2D потенциальная яма, уровни квантуются по зет и что?
Сейчас достаточно много работают над активными элементами, работающими вблизи нуля (космос и пр.), но мы вроде не об этом, а о том, что приборы работающие при комнате будут работать при низких температурах. И наоборот тоже любопытно...

Вы спрашивали о приборах, работающих при гелии. Я ответил. Что непонятно Вам? Мне непонятно (Ваше непонимание, в смысле) .

Кстати а почему встречается довольно много дискретных биполярных транзисторов с заявленной предельной рабочей температурой минус 65, а у МОП-транзисторов тех же фирм предельная рабочая только минус 55? Это какие-то технологические ограничения присущие МОП?

Вы знаете, хамство обычно свидетельствует о некомпетентности.
Изучите технологию литья корпусов - у Вас тут пробел, похоже.
А передиром я закончил заниматься лет 15 тому назад. Чего и Вам желаю.
Самим разрабатывать надо.