
- •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
1.8 Сурет. Интегралды микросхемаларды дайындаудың топтық әдісі:
а- жартылай өткізгішті пластина, берілген ретпен ИМС элементтері (екі транзистор, диод, резистор) бар; б - микросхеманың ішінде элементтердің жалғануы; в -корпустағы ИМС.
Интегралды микросхемаларды дайындау технологиясына тәуелді сонымен бірге пленкалы немесе гибридті болуы мүмкін.
Пленкалы интегралды микросхема деп, барлық элементтер және межэлементтер жалғануы, тек қана пленка түрінде орындалғанИМС аталады. Пленкалы интегралды микросхеманың техникалық орындау нұсқасы жұқа және қалыңпленкалы ИМС болып табылады.
Жұқа және қалыңпленкалы ИМС-ң арасындағы айырмашылық сандық және сапалық болуы мүмкін. Жұқапленкалыға 1 мкм - ға дейінгі қалыңдықтағы интегралды микросхемалар,ал қалыңпленкалыларға - 1 мкм - нан көбірек қалыңдықтағы пленка ИМС қатысты. Сапалы айырмашылығы пленканы дайындау технологиясынан анықталады.
Гибридті интегралды микросхема деп, құрамында пленкалы элементтер және компоненттер бар ИМС аталады. Гибридті микросхеманың құрамында қарапайымнан басқа күрделі компоненттер (мысалы, жартылай өткізгішті ИМС - ң кристаллдары) болуы мүмкін. Гибридті ИМС- ң әр түрлілігі, бір подложкада бірнеше корпуссыз ИМС - ң жиынтығын көрсететін, көпкристаллды ИМС болып табылады.
60 - шы жылдардың бірінші жартысында гибридті интегралды микросхемалар кеңінен таралды. Ары қарай, дайындау үнемдірек болып табылған, жартылай өткізгішті микросхемаларды өндірудің өрлеу қарқыны тез болды. Интегралды микросхеманың дамуының негізгі бағыты бір кристаллдағы элементтер санын көбейту болып табылады,яғни олардың функционалды күрделілігін жоғарылату болып табылады. Микросхеманың функционалды күрделілігімен біріктірудің деңгейін (степень интеграции), яғни корпустағы немесе кристаллдағы элементтердің (әдетте транзисторлардың) санын сипаттау қабылданған.
Микросхеманың
біріктірудің
дәрежесіИМС
– ң күрделілігін көрсететін, ондағы
элементтердің және компоненттердің
санымен сипатталатын болып табылады.
Біріктіру деңгейі
формуласымен анықталады, мұндағы
біріктіру
деңгейін анықтайтын коэффициент, N–ИМС
– ға кіретін элементтер және компоненттер
саны. Осы формулаға сәйкес интегралды
микросхема біріктірудің 1– ші дәрежесі
10–ға дейін элементтері мен компоненттері
бар ИМС аталады. 2–ші дәрежелі біріктірудің
интегралды микросхемасында 11–ден
100–ге дейінгі элементтер мен компоненттер
бар. Өзінің құрамында 101–ден 1000–ға
дейінгі элементтер және компоненттері
бар интегралды микросхема, біріктірудің
3–ші дәрежелі ИМС деп аталады. 1001–ден
10000–ға дейін немесе 10001–ден 100000 –ға
дейін элементтер және компоненттер
санына ие интегралды микросхемалар –
бұл біріктірудің 4 –ші және 5–ші дәрежелі
ИМС болып табылады.
Біріктірудің
дәрежжесінің сандық сипаттамасында
мынадай терминдер жиі қолданылады: егер
,
онда қарапайым, егер
–
орташа
(СИМС), егер
және
–
үлкен (БИС), ал егер
–
аса үлкен (СБИС)интегралды
схемадеп атайды. Біріктірудің дәрежесінен
басқа, элементердің упаковкасының
тығыздығы–
кристаллдың ауданының бірлігіндегіэлементтердің
саны,сияқты көрсеткіш қолданылады. Бұл
технологиның деңгейін сипаттайтын
көрсеткіш, қазіргі уақытта 500 – 1000
элемент/мм2
және
одан да көбіректі құрайды.
Микроэлектрониканың дамуының үш кезеңін көрсетуге болады. 60 – шы жылдарға қатысты бірінші кезең, 100 мкм реті арқылы элементтердің минималды өлшемі бойынша және 10 – 100 элементтер/кристаллдардың интеграция дәрежесі бойынша микросхемаларды өңдеумен сипатталады Екінші кезең, 60 – шы жылдардың екінші жартысына және 70 – ші жылдардың бірінші жартысына қатысты , 100 – 10000элемент/криссталлдардың біріктірудің дәрежесімен микросхеманы құрумен сипатталады және 100 – ден 3 мкм–ға дейін элементтердің минимум өлшемі. Осы кезеңде әсіресе тез қарқынмен дамыды және сериялық өндірістеүлкен интегралды схемалар (БИС) меңгерілді. 70 – жылдардың екінші жартысын басталатын үшінші кезең, 1 – 0,1 мкм элементтердің минималды өлшемі бойынша және 104 – 106элементтер/кристаллдардың интеграция дәрежесі бойынша микросхемаларды өңдеумен сипатталады. Бұл кезеңде аса үлкен интегралды схемалар (СБИС) және микропроцессорлар тез қарқынмен өңделеді.