§ 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.