- •Микроэлектрониканың дамуының негізгі жағдайы және бағыты.
- •§ 1.1 Электронды аппаратураның элементтерінің ықшамдау (миниатюризация) және микроықшамдау (микроминиатюризация) кезеңдері.
- •1.1 Сурет. «Элемент-2» типті жазық модулдің құрылысы.
- •1.2 Сурет фэ типінің жазық модулі:а – монтажды плата; б – сыртқы түрі;
- •1.3 Сурет. Этажеркалы микромодуль:
- •1.4 Сурет. Микроэлементтер:
- •1.5 Сурет. Қалқаланған этажеркалы микромодульдің жалпы түрі
- •§ 1.2. Микроэлектрониканың жалпы сипаттамасы.
- •1.6 Сурет. Интегралды микросхемалардың сыртқы түрі
- •§ 1.3. Микроэлектрониканың дамуының тарихы.
- •1.7 Сурет. Транзисторларды дайындаудың топтық әдісі:
- •1.8 Сурет. Интегралды микросхемаларды дайындаудың топтық әдісі:
- •§1.4 Интегралды микросхемалардың классификациясы және микроэлектрониканың өнімі (изделие)
- •1.9 Сурет. Микроэлемктрониканың негізгі өнімдері (изделия)
- •§ 1.5. Интегралды микросхемалардың белгілеуінің жүйесі.
- •§ 2.1 Интегралдымикроэлектроникадақолданылатынқұбылыстар (явление), процесстержәнеәдістер.
- •2.1 Сурет Интегралды микроэлектроникада қолданылатын физикалық құбылыстар, процесстер және әдістер.
- •§ 2.2. Имс жұмыс істеуін анықтайтын, құбылыстардың және процесстердің жалпы сипаттамасы.
- •2.2 Сурет. Тасушы зарядтардың қозғалғыштығының қоспаның концентрациясына және температураға тәуелділігі.
- •2.3 Сурет. Бірқалыпты p-n-өткелдің облысында таралуы.
- •2.4 Сурет. Тура (а) және кері (б) бағыттарда түсірілген, сыртқы кернеу кезіндегі, p-n-өткелдегі зарядты тасушылардың таралуы және энергетикалық диаграммасы
- •2.5 Сурет. Оңзарядтың бетінде бар болуы (б– г) және бетіне жақын кезде жоқ болуы (а)планарлыp-n-өткелінің құрылымы.
- •§ 2.3. Микроэлектронды құрыллымдарды құрудың базалық физика – химиялық әдістері.
- •2.6 Сурет. Кремнидің термиялық тотығуын орнату құрылғысы
- •2.7 Сурет. Фотолитографияның процессінің схемасы:
- •2.9 Сурет. Екізоналы диффузионды қондырғының схемасы
- •2.10 Сурет. Бірзоналы диффузионды қондырғының схемасы: 1 – газды беруге арналған магистраль; 2 – сұйық диффузиант үшін қоректендіргіш; 3 – кварцты труба; иг – инертті газ; гн – газ –тасушы
- •2.11 Сурет. Ионды легірлеуге арналған қондырғының схемасы
- •Травление.
- •Глава 3 Шалаөткізгішті интегралды микросхемалар
- •§ 3.1 Типтік конструкциялар және шалаөткізгішті имс құрылымы.
- •§3.2 Биполярлы транзисторлар.
- •Планарлы-эпитаксиальды транзисторлар.
- •Шоттки барьері бар транзисторлар.
- •Көпэмиттерлі транзисторлар.
- •Әр түрлі структурадағы мдп-транзисторлардың параметрлері.
- •§ 3.4 Диодтар
- •Әр түрлі схема бойынша қосылған транзисторлық структура негізіндегі диодтың параметрлері
- •§3.5 Шалаөткізгіш резисторлар.
- •Диффузионды резисторлардың параметрлері. 3.3-таблица
- •§3.6 Шалаөткізгіш конденсаторлар
- •3.7. Биполяр имс дайындау технологиясы
- •Планарлы-эпитаксиалды технология.
- •Қосарлы технология.
- •Изопларлы технология.
- •§ 3.9. Имс шалаөткізгішінің герметизациясы мен бүрмесі
- •§ 3.10. Шалаөткізгішті имс - ны жобалау және өңдеу этаптары
- •4 Тарау
- •§ 4.1. Гибридті имс конструкциясы
- •§ 4.2. Қалыңпленкалы гибридті имс элементтері
- •§ 4.3. Жіңішке пленкаларды алу әдістерді
- •§ 4.4. Гибридті имс - ға арналған подложка
- •§4.5. Пленкалы резисторлар
- •4.15 Сурет. Жұқа пленкалы резисторлардың конструкциялары:
- •4.16 Сурет. Пленканың салыстырмалы кедергісінің оның еніне тәуелділігі: і-тунельді эффекттің облысы, іі-бұзылған беттің облысы, ііі-көлемдік қасиеттерінің облысы
- •§4.6. Пленкалы конденсаторлар
- •4.17 Сурет. Жұқа пленкалы конденсатордың жалпы түрі: 1-жоғары өтетін қоршау; 2-диэлектрлік пленка; 3-төменгі өтетін қоршау; 4-подложка.
- •4.18 Сурет. Кремний қышқылы негізіндегі пленкалы конденсатордың диэлектр өткізгіштігінің тәуелділігі:
- •4.19 Сурет. Қалдық газдардың әртүрлі қысымымен тозаңданған кремний моноқышқылы негізіндегі конденсаторлардың вас-ы:
- •§ 4.7. Пленкалы имс – дағы индуктивті элементтер
- •§ 4.8. Пленкалы өткізгіштер және контактілік алаңдар
- •§ 4.9. Қабатаралық изоляция
- •§ 4.10. Гибридті имс – ның пассивті элементтерінің әртүрлі конфигурацияларын алу әдісі
- •§ 4.11. Гибридті имс – ның навесный компоненттері
- •§ 4.12. Гибридті имс – ға арналған корпустар
- •4.13. Гибридті имс құрудың негізгі принциптері және жобалау кезеңдері
- •4.14. Гибридті имс жобалаудың бастапқы деректері
- •4.15. Гибридті имс топологиясын және құрылымын жобалау
- •5 Бөлім. Үлкен интегралды схемалар (үис)
- •5.1. Үис жалпы сипаттамалары және негізгі параметрлері
- •5.2. Үис классификациясы және қолдану аймақтары
- •5.3 Үис қарапайым базасы
- •5.4. Шалаөткізгішті үис құрылымы және жасау технологиясы
- •5.5. Гибридті үис құрылымы және дайындау технологиясы
- •5.6. Үис жобалаудың ерекшеліктері және негізгі кезеңдері
- •6 Бөлім. Байланыс құрылғыларна арналған негізгі микросхемотехникалар мен интегралды микросхемалар
- •6.1. Имс схемотехникалық ерекшеліктері
- •6.2. Биполяр транзистордағы сандық имс негізгі типтері
- •§6.4 Микроқуатты логикалық имс
- •§ 6.6 Сандық имс дамуының тенденциясы
- •§ 6.7 Аналогты (сызықты) имс негізгі типтeрі
- •§6.8. Аппаратуралық байланысқа арналған интегрлды микросхема
- •§6.9 Микропроцессор
- •§ 6.10 Аса жоғары жиілік (свч) диапазонының интегралды микросхемасы
- •Сапа, сенімділік және интегралды схемаларды қолдану
- •§ 7.1. Сапа теориясының негізігі түсінігі
- •§7.2. Сапа бақылау әдісі және имс сенімділік бағасы
- •§7.4 Имс сынағының санаттары мен түрлері
- •§7.6 Сапа көтерілуінің жолдары және имс сенімділігі
- •§7.7 Имс мен үис (бис)нің негізгі қолданыстары
- •§8.1. Функционалды микроэлектрониканың негізгі даму бағыттары
- •§ 8.2. Оптоэлектроника
- •249 Сериялы оптоэлектронды имс - ның электрлік схемасы
- •§ 8.3 . Акустоэлектроника
- •§ 8.4. Диэлектрлік электроника
- •§ 8.5. Хемотроника
- •§ 8.6. Биоэлектроника
- •§ 8.7. Микроэлектрониканың алдағы дамуы
4.14. Гибридті имс жобалаудың бастапқы деректері
Гибридті ИМС топологиялық құрылымдарын жобалау қолайлы құрылымды микросхеманы алуға бағытталуы керек, яғни аз технологиялық шығын жұмсап, жоғары сенімділікті қамтамасыз етуі керек. Құрылымның қолайлығы бастапқы схемотехникалық, технологиялық, құрылымдық және эксплуатациялық деректердің деңгейімен анықталады.
Схемотехникалық деректерді дайындаушы ИМС функционалды құрамының сараптамасы негізінде алады. Бұл жерде ИМС шығыстарының саны негізгі болып саналады.
Технологиялық деретер нақты дайындау технологиясы арқылы анықталады. Сондықтан жобалаудағы негізгі мәселе типтік технологиялық процесті таңдау болып табылады. Типтік технологиялық процесті таңдау келесі критерилер бойынша алынады: өндіруші түрі, пленкалы элементті дайындаудың нақтылығын жүзеге асыру, параметрлердің тұрақтылығы, құны, сенімділігі.
Құрылымдық деректерді көбінесе ИМС қорғанысының түрімен анықтайды. Ол микросхема эксплуатациясының орындалу аймағына және шарттарына байланысты болады. Корпусты қорғаныс жағдайында басқа ИМС құруға арналған корпустың номенклатурасымен басқарған жөн.
Схемотехникалық (электрлік) деректер. Гибридті ИМС жобалауда схемотехникалық деректер маңызды болып саналады. Себебі олар элементтердің байланысын және параметрлерін, эксплуатация шарттарын анықтайды. Олар негізгі және қосымша болып бөлінеді. Негізгі деректерге жататындар: кіріс және шығыс сигнаалдары, қорек көзі бар электрлік схема; схеманың толық элементтерінің тізімі, параметрлері және сипаттамалары (номиналды шамалары: номиналға рұқсаты, электрлік және жылулық режимдері, уақыт тұрақтылығы т.б.); эксплуатация шарттары. Қосымша деректерге: электрлік схема бойынша - кедергі шамасы мейлінше аз коммутациялық байланыс және қорек типі; кернеудің кейбір өткізгіштердегі мүмкін болатын түсулері; пленкалы өткізгіштердің реактивті параметрлерінің шамасы; жеке элементтер арасындағы паразит параметрлердің шамасы; схемадағы толық қуат; бақылау нүктелерінің болуы; элементтердің параметрлері бойынша - конденсаторлардың берілген жиіліктегі төзімділігі; элементтер номиналының диапазоны және реттеу қадамы.
Технологиялық деректер мен талаптар. Технологиялық деректер мен талаптар берілген параметрлер мен дайындалған схеманы сипаттауға мүмкіндік береді. Негізгі технологиялық деректер болып табылатын гибридті ИМС элементтерінің құрылымдық параметрлері: пленкалы элементтер мен компоненттер (резистор, конденсатор, транзистор, диод т.б.), өткізгіштер, контактілік аймақтар, қабатаралық изоляция және қорғаныс қабаты. Бұл пленка және пленкалы құрылым алудың технологиялық сапалы параметрлері, әртүрлі пленкалардың әдістері, қабаттарының саны туралы деректер. Пленкалы резистрлердің негізгі материалдарының сипаттамалары 4.2 және 4.3-суреттерде көрсетілген.
Технологиялық деректер, негізінен, нақты типтік процеспен алынып, технологиялық дамуына байланысты өзгере алады.
Технологиялық талаптарды атап өтейік: пленкалы құрылым қабаттарын төсеу реті дайындаудың таңдалған әдісі бойынша сақталу керек; гибридті ИМС түпнұсқасы 10:1 немесе 20:1 масштабындағы тікбұрышты жүйе координатасында орындалу керек; топологиялық сызбаларды дайындағанда технологиялық жолақтар ескерілу керек.
Құрылымдық деректер және талаптар. Құрылымдық деректер жалпы және жеке деп бөлінеді. Ол гибридті ИМС көлемі мен пішінін, подложканың өлшемін, шығыстарының санын, бірнеше микросхемаға бір топологиялық құрылымды жасау, компоненттердің монтаж түрін және мөлшерін, корпусқа ИМС монтажының әдісін сипаттайды.
Гибридті ИМС жобалау топологиясында келесі жағдайларды ескеру керек:
1) подложканың өлшемін ұсынылып отырған габариттер бойынша таңдайды;
2) перифириялық контактілік аймақты подложканың 4 немесе 2 қарама қарсы жағына орналастырады (сызықты ИМС болса бір жағына орналастыруға болады);
3) контактілік аймақтарды орналастыру қадамы - 0,625; 1,25 және 2,5мм қатарына (корпуссыз қорғаныс үшін) немесе корпус шығыстарының орналасуына сәйкес келеді.
Әр гибридті ИМС кілті болу керек. Кеңейтілген контактілік аймағы немесе арнайы белгісі подложканың төменгі сол жақ бұрышындағы кілтті топологияны жобалауда сызып тастайды.
Пленкалы элементтерді есептеудің бастапқысы схемотехникалық деректер мен технологиялық мүмкіндіктер болып табылады. Есептеудің мақсаты - материалды таңдау мен пленкалы элементтердің геометриялық өлшемдері мен пішіндерін анықтау. Пленкалы элементтердің геометриялық өлшемдерін өндірудің топологиялық сипаттамасы мен гибридті ИМС эксплуатация шарттарын ескере отырып алады.