
- •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
§7.7 Имс мен үис (бис)нің негізгі қолданыстары
Қазіргі уақытта отандық өнеркәсіппен түрлі топтаманың үлкен сандық шығарылымы жоғары сенімділікпен дайындаудың ажыратылған әдістеріне,функциональды мүмкіндіктері мен техникалық сипаттамаларына ие болатын ИМС мен ҮИС да жолға қойылған.Қолданыстағы жоғары сенімділікті ИМС мен ҮИС ның бір түрі аппаратуралардың шығарылуын автоматты түрде үнемі қамтамасыз ете алмайды. ИМС мени ҮИС ның дұрыс қолданылуын төмендегі жағдайлар түсіндіреді:
Қолданылатын микросхеманың топтамасы неғұрлым дұрыс және эффективті түрде таңдалуы керек;
Ұсыныстың орындалуы электрлік режим мен схемалық шешімнің бірегейленуін қамтамасыз етуі тиіс;
Ұсынылған монтаж әдістемесін қамсыздандыру;
ИМС мен ҮИС қорғанысының игерушілігі статистикалық электрленуден,жылулық,механикалық, және басқа да әсерлерден болады.
ИМС мен ҮИС ның топтамаларына таңдау жүргізу.Аппаратура жасалынуы кезінде микросхеманың таңдау топтамасы ИМС ның негізгі параметрлерінен(сандық ИМС үшін ) әртүрлі салыстыру критерийлерін қолданады.
ИМС ның таңдау топтамасында ИМС ның негізгі параметрі болып табылатын қорытынды параметрлер жиі қолданылады.Әсіресе мына парамерлер жиі кездеседі:
ИМС
факторының сапасы
Қолданылатын қорек көзінің коэффициенті-орташа қуатта таралатын сигналдың төменгі қуатына тең.
Әсіресе ИМС арнайы әдістің көмегімен жүргізіледі.Әдістің маңыздылығы екі топқа бөлінеді.
Бірінші топтағы параметрлер,ИМС ның сипаттамалық сапасы және техникалық құжаттамасы болып табылады.Оған:әр түрлі әсерлерге тұрақтылық,негізгі электрлік параметрлер мен режимдер,функциональды параметрлер,сенімділік көрсеткіштері,функциональды қиындықтар,сапа және т.б.
Екінші топқа қатысатын параметрлер ИМС құрылғысының мүмкіндіктерін анықтайды,олар:жоғары жұмыс жиілігі,сенімділік,қуат,тұрақтылық,көлем,масса және т.б.
Екі топтың параметрлерінің құрамын анықтағаннан кейін әрбір топтама үшін оларды матрицалық параметрлер түріне келтіреді
Мұндағы i=1,2,….,n─ИМС сериясының номері, ј=1,2,….,m─ескерілетін параметрлер номері.
Кейіннен
әрбір параметр
салмақтық
коэффициентті жейді.Аппаратураның
типін анықтайтын және эксплуатация
шартының белгісі
ге
қатысты болады.Бұл параметрдегі X
матрицасы мынадай көріністе,параметрдің
үлкен сандық белгісіне ие ИМС сериясы
параметрінің сапасына сәйкес болады.Бұл
шартқа қанағаттанбайтын параметрлер
мына формуламен есептеледі:
Нәтижесінде матрица келтірілген параметрді алады:
Осыдан
кейін матрицаның нормалауын жасайтын
жоғары
деңгейін жасайды
Және матрица нормаланған параметрді алады:
Бағалық функцияны қолдана отырып:
Оның белгісі әрбір ИМС сериясына арналған .
Берілген әдістің маңыздылығы схема-конструкторлық документацияның аппаратурасын білдіреді.
Электрлік режимді қамтамасыз ету. ИМС мен БИС ті қолданудың сұрақтары практикалық нормативті-техникалық документацияның қолданылуында болады.Мұндай қолданыс,заң бойынша,ИМС мен БИС тің әрбір сериясына қолданылады.Қолданыстың пайдаланылуы, аппаратураның конструкциялануында ұсынысқа ие бастапқы ИМС және талғамаға сәйкес тағайындалған функциялық аппаратураның қатысуымен жүзеге асырылады.
Биполярлы транзистордағы цифрлық ИМС үшін электрлік режимді қамтамасыз ету іс-шара кешенінің электрлік байланысы және қорек көзі ИМС орналастырылған кешенде жетеді.ИМС дербес жағдайда, қажетті бір уақыттағы ауыстырылып-қосылатын элементтерді әртүрлі микросхеманың сыртында орналастырады.Ыдыратқыш қуат және кедергітұрақтылық көтермелеуінің кемуі үшін ИМС нің кірісі жерге қосылуы тиіс,ал жоғарыжылдамдылықты алу үшін оларды жұмыс кірісіне жалғау керек.
Логикалық «1»дің кірісіне беру үшін оны қорек көзімен резисторды қосу арқылы қолдануға болады.Кірісті төменомдық қореккөзіне қосу ұсынылмайды.
Электрлік байланыстар ИМС арқылы баспалы немесе баспалы-тартылымдық монтажды орындайды.
Әрбір блоктағы ИМС ның сымдар көзі тағайындауға қажетті конденсаторларды ,ал фильтрация үшін фильтрлік конденсаторларды орналастырады.
Электрлік режимдегі талапты қамсыздандыруға және схемалық шешімді бірегейлендіруге сенімді функциялық ИМС мен ҮИС (БИС) аппаратурасының құрамы қамтамасыз етіледі.
ИМС және БИС(ҮИС) тің монтажы.ИМС және ҮИС монтажының операциялары шапшаң болып келеді,олар ИМС қабатының қондырмасы мен баспалы төлемдер.
ИМС қабатының керамикалық және шынылық бөлігі дәнекерлеушінің жанасушылығын тыйады.Дәнекерлеушінің шекарасы тұжырыммен шығыста ИМС қабатынан 1мм арақашықтықтан жақын болмауы тиіс.
ИМС қабатының қондырғысы баспалық төлемдерге механикалық жүктің және жылулық әсер етуші бұрманың арқасында ауаның конвекциясының есебімен механикалық қамсыздандыруды жасайды.Бұл реттегі тағайындау ИМС ны кезеңдік немесе саңылаулық,қабаттастырылатын корпустан 0,3-3 мм дейінгі бағыныштылықта болатын баспалы төлемге жібереді.
Ақырында ,ИМС ұсынысы орындалуы топтамасының үйлесімді талғамын ИМС және ҮИС (БИС) қолданысын, оның негізінде аппаратура жасалынуын ИМС мен ҮИС ге ең жақын сенімділікте қамсыздандырады.
8 –бөлім
ФУНКЦИОНАЛДЫ МИКРОЭЛЕКТРОНИКА