
- •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
1.6 Сурет. Интегралды микросхемалардың сыртқы түрі
Интегралды микросхемаларды дайындауда жылдық құрылғылардың шығуында аз ғана пайызында жоғары үнемділік анық. Сондықтан интегралды микросхемалар топты технология әдісімен дайындалатын, салмақтық өндіріс кезінде, дискретті компоненттерден жиналған эквивалентті схемалардан арзанырақ болып келеді.
Пленкалы интегралды микросхемаларда барлық элементтер және олардың арасындағы жалғасу әр түрлі материалдардан пленкалар түрінде қалыптасады. Пленкалы интегралды микросхемалардың екі түрін ажыратады: жұқапленкалы және қалыңпленкалы.
Микросхеманың жұқа пленкалары әдетте вакуумда тұндыру әдісімен, ал қалыңды -сеткографии әдісімен (трафереты арқылы арнайы пасталарды жағу)дайындайды. Қалың пленкалы микросхемалар жұқа пленкалардан аз қиындығымен және оларды дайындау үшін жабдықтау құны, сонымен бірге салмақтық өндіріс кезінде аз шығынмен артықшылығы бар.
Әр түрлі интегралды микросхемалардың сыртқы жалпы түрі 1.6 суретте көрсетілген.
§ 1.3. Микроэлектрониканың дамуының тарихы.
Интегралды схемаларды бірінші өңдеу 1958 - 1960 жж. қатысты. Отандық (отечественные) интегралды микросхемалар 1960 - 1961 жж. пайдаболады. 1961- 1963 жж. америкалықфирмаларқарапайымжартылайөткізгіштімикросхемалардышығарабастады. Солуақыттардапленкалыинтегралдымикросхемаларөңделе (разработаны)бастады. Бірақэлектрлісипаттамасыбойыншатұрақтыпленкалыактивтіэлементтердіөңдеудегібіразсәтсіздіктергибридтіинтегралдымикросхемалардыартықшылықтыөңдеугеалыпкелді.
Микроэлектрониканыңнегізгіқағидаты - топтық әдіс және планарлы технология - интегралдымикросхемалардыңпайдаболуынадейінатақтыболды. Бұләдістер 50 - ші жылдардың соңында дискретті транзисторлы техникасына негізделді. Интегралды микросхемалардың пайда болуы үшін қажетті материалдардың алғы шарттары болды.
Транзисторларды дайындау кезінде олардың технологиялық бірігуі бар болды, шарттасылған топтық әдіспен дайындау. Топтық әдіс жартылай өткізгішті материалдан (кремний немесе германийден) жасалған пластинада 25 - 40 мм диаметрлі және пластинаның бет жағында орналасқан (1.7 сурет, а), біруақытта көп санды транзисторларды құрудан тұрады. Кейін пластинаны тігінен және көлденеңінен, құрамында бір транзисторы бар (1.7 сурет, в), жүздеген бөлек кристаллдарға кеседі, және осындай түрде олар аппаратураны жасаушы ретінде қолданылады.
1.7 Сурет. Транзисторларды дайындаудың топтық әдісі:
а - транзисторлары бар кремнилі немесе германилі пластина; б - транзисторлары бар жекекристаллдар;
в - дайын транзистор (кристалл в корпусе с выводами)
Егер бастапқы пластинада топтық әдіспен жеке транзисторлардың орнына функционалды түйіннің (транзисторлар, диодтар, резисторлар және т.б.) комплексті элементтерден дайындаса, онда кескеннен кейін интегралды схемалардың жеке кристаллдары алынады. 1.8, а суретте, интегралды микросхеманы дайындаудың схемалық топтық әдісі көрсетілген. Бұл жағдайда интегралды микросхема екі транзисторды (Т), бір диод (Д) және бір резисторды (R) қамтиды. Микросхеманың элемменттері схемада берілген қысқа жұқа металлдық кесінділер (полосками) бойынша бір бірімен жалғасады (1.8, б сурет). Жеке кристаллдарға кескеннен кейін оларды арнайы корпустарға орналастырады (1.8, всурет). Аппаратураны жасаушы (разработчик) дайын функционалды түйінді жалғыз электронды құрылғының құрылымдық түрінде алады. Қаралған амалмен жартылай өткізгішті интегралды микросхемаларды алады. Жартылай өткізгіштің бетінде және көлемде орындалған, барлық элементтер және межэлементті жалғанулар , жартылай өткізгішті интегралды микросхеманы ИМС деп атайды. Кейде жартылай өткізгішті интегралды микросхеманы қатты деп дұрыс атамайды. Бұл термин техникалық документацияға жіберілмейді.