
- •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
§ 8.7. Микроэлектрониканың алдағы дамуы
Микроэлектроника өзінің қарқынды даму процессін бастан өткізуде. Әсіресе тез қарқынмен интегралды микроэлектроника дамуда. Соңғы 10 – 15 жылда интегралды микросхемалар радиоэлектронды аппаратураның барлық түрінде кең қолданысқа ие болды. Микроэлектроникада даму жетістіктері планарлы технологияның дамуымен байланысты.
Микроэлектрониканың дамуын жоспарлау күрделі ғылыми мәселе болып табылады. Бұл былай түсіндіріледі, заманауи микроэлектроника жоғары динамизммен сипатталады. Сонымен қатар мыналар да керек болады: микроэлектроника бұйымындағы функционалды белгілеуді комплексті оқыту, приборларда қолданылатын физикалық құбылыс, технология мүмкіндіктері, пайдалану шарттары, приборлар эксплуатациясының ерекшеліктері.
Микроэлектрониканың дамуын болжау кезінде экспертті бағалар мен ақпаратты – логикалық талдаудың экстраполяциялық әдісін қолданады. Экспертті бағалар әдісі ең көп таралғандардың бірі болып және жақсы зертелген әдістің бірі болып табылады. Ол қатаң математикалық талқылау жолы арқылы мәселелерді шешу мүмкіндігі болмаған кезде синтетикалық болжамды ақпаратты алуға мүмкіндік береді. Нақытылығы бойынша, экспертті сұрау кезінде алынған болжамдық бағалар беріспейді, кейде математикалық әдіспен алынған болжамдық бағалар артылады. Экспертті сұрау өткізу кезінде және дайындаудың дұрыс методологиясын сақтау кезінде олар нақтылықпен 5 – 10% қамтамасыз етіледі. 8.1 – кестесінде экспертті баға бойынша 1990 ж.дейінгі микроэлектроника аймағындағы маңызды оқиғалар мен олардың болу мерзімінің болжамының жинағы келтірілген.
8.1 – кестеде көрініп тұрғандай микроэлектроника тез қарқынмен даумын жалғастыруда. Интегралды микросхемалардың өндіруді жетілдірілуі мен дамуы кезінде блоктардың және түйіндердің функциясын орындайтын күрделі берік электронды приборлар мен аппаратуралар құрылады.
Қазіргі кезде құрамында бір кристаллда 50 – 100 мың, көп жағдайда 500 мыңға дейін транзистор болатын БИС қолданылуда. Көптеген БИС қалта калькуляторын, қол сағаттарын, микропроцессорлар, микро – ЭВМ және тағы да басқа тұрмыс пен техникада кең қолданылатын электронды құрылғылар жасауға мүмкіндік береді.
Функционалды микроэлектрониканың дамуы интеграция деңгейінің көтерілуіне әкеледі. Бұл мынаған байланысты болады, функционалды микросхема интегралдықтан элементтердің аз санымен және функциялардың көп санымен ерекшеленеді. Осылай тек двухуровневый микросхемалар жасау үшін емес, сонымен қатар многоуровневый микросхемалар жасау үшін транзисторлық эффект қолдану функционалды интегралдық логикалық деңгейдің 2 – 3 есе көбеюін бере алады. Микросхеманың функционалды интеграциясының деңгейінің едәуір өсуін оптоэлектронды ИМС - ны қолданудан күтуге болады. Оптикалық диапазонға өту кезінде ақпаратты өңдеу жылдамдығы көбейеді, схемадағы элементтер саны азаяды.
Түрлі энергияның әртүрлі ықпалы кезіндегі микросхеманың функционалды элементтерін тікелей формалау технологияның негізгі перспективалық даму бағыты болып табылады.
Микросхема технологиясының дамуында екі негізгі этапты атап өтуге болады: 1) қорғаныс маскалары мен шаблондарын (соның ішінде фотошаблондарды) қолдану; 2) функционалды элементтерді тікелей формалау. Бірінші этапта жергілікті болуы (локальность) және таңдамалылығы (селективность) өз кезегінде шаблондардың немесе басқармалы лазерлік немесе электронды сәуленің көмегімен формаланатын қорғаныш маскасын қолдану есебінен қамтамасыз етіледі.
Кремнийдің эпитаксиальды структурасының сапасының жақсаруы бірсезгілде оның диапазонының үлкеюімен жүргізіледі. Алдағы уақытта диаметрі 150 мм – ге дейін болатын және эпитаксиалды кабаттың қалыңдығы 0,4 – 80 мкм болатын, дислокация қалыңдығы 102 см-2 болатын және бума дефекьімінің тығыздығы 0 – 10 см2 болатын структураларын қолдану кеңінен алынады.