55

Микроэлектроника Литература

1. Гусев В.Г. Электроника и микропроцессорная техника: Учеб. для вузов/В.Г.Гусев, Ю.М. Гусев. – 4-е изд., доп. – М.: Высш. шк., 2006. – 799 с.: ил.

2. И.Б. Вендик, Х. Пипер «Основы полупроводниковой электроники», Изд. ЛЭТИ, 1979 г., «Основы микроэлектроники», Изд. ЛЭТИ, 1980 г.,

3. И.Е. Ефимов, И.Я. Козырь, «Основы микроэлектроники», Изд. ВШ, 1983 г.

4. А.С. Берёзин, О.В. Мочалкина «Технология и конструирование интегральных микросхем» Изд. «Радио и Связь», Москва, 1983 г.

5. М. Шур «Современные приборы на основе арсенида галлия», Изд. «Мир», Москва, 1991 г.

6. Ю. Пожела «Физика быстродействующих транзисторов», Изд. «Мокслас», Вильнюс, 1989г.

7. К. Секен, М Томпсет «Приборы с переносом заряда», Изд. «Мир», Москва, 1978 г.

8. Б.Л. Шарма, Р.К. Пурохит «Полупроводниковые гетеропереходы», Изд. «Советское Радио», Москва, 1979 г.

Задачи курса микроэлектроники (целевая установка):

1.   Знать принцип действия, конструкцию и технологические особенности ИС на основе полупроводниковых транзисторов, достигнутый уровень интеграции и принципиальные ограничения возможностей дальнейшего увеличения интеграции. Знать принцип действия, конструкцию и технологические особенности УФЭ и пути их практического использования и совершенствования.

2.   Уметь качественно и количественно оценивать характеристики элементов ИС, выбирать способ конструктивного решения ИС и оценивать связь конструкции ИС с технологией её изготовления.

3.   Иметь представление об использовании ИС и УФЭ (устройств функциональной электроники) в РЭ и ВТ, о путях повышения степени интеграции и об использовании новых физических принципов в МЭ.

I. Введение

 

Основные определения:

Микроэлектроника – раздел электроники, занимающейся разработкой, изготовлением и использованием электронных устройств с минимально возможными габаритами и высокой надёжностью, изготовляемых на основе интегрально-групповой технологии.

 Интегральная технология – приёмы изготовления большего числа изделий в едином технологическом процессе.

 Групповые методы технологии – использование малого числа технологических приёмов для изготовления большего числа различных, но сгруппированных по определённым признакам изделий.

 Приёмы интеграции при сборке изделий электронной техники (радиотехники, вычислительной техники):

а) Навесной монтаж (каждый элемент схемы и соединяющие проводники отдельно припаяны и закреплены на лепестках или стойках),

б) Печатные платы (соединительные провода сделаны в виде печатной структуры на диэлектрической основе, элементы схемы паяются, как правило, в отверстия в плате),

в) Гибридные интегральные схемы (на диэлектрической основе методом напыления или вжигания изготовляются не только соединительные проводники, но и резисторы и конденсаторы, активные элементы паяются как навесные элементы),

г) Интегральные схемы (все элементы схемы изготовляются методом интегральной технологии).

Первые три приёма требуют ручного монтажа. При изготовлении интегральных схем ручной монтаж исключён, он допускается только при монтаже готовой интегральной схемы в корпус.

 Микроэлектроника имеет дело преимущественно с интегральными схемами (ИС).

Микроэлектронику принято подразделять на две части:

а) Интегральная электроника,

б) Функциональная электроника.

 Интегральная электроника обобщает сведения о принципе действия, конструирования и изготовления ИС, в составе которых собрано большое число транзисторов (резисторов и других элементов схемотехники), выполненных на одном кристалле в едином технологическом процессе. Носителем информации в интегральной электронике служит электрический ток или разность электрических потенциалов.

Основой ИС служат кристаллы кремния или соединений А^IIIВ^V (например арсенид галлия). В настоящее время ведутся исследования по разработке ИС на основе сверхпроводников или сегнетоэлектриков. Однако, на сегодняшний день более 90% ИС изготовляются на основе кремния. В последнее время интенсивно развивается отрасль МЭ, ориентированная на обработку сигналов на сверхвысоких частотах (СВЧ). Эта отрасль МЭ получила название СВЧ МЭ.

 Функциональная электроника обобщает сведения о принципе действия, конструирования и изготовления устройств, основой которых служит активная среда, в которой могут накапливаться, храниться и обрабатываться большие объёмы информации. Носителем информации в устройствах функциональной электроники (УФЭ) служат сгустки заряда, магнитные домены, волновые пакеты волн различной природы.

 Существует особая область электроники, в которой носителем информации служит свет. Эта область электроники носит название оптоэлектроника. Осуществление элементов и устройств оптоэлектроники во многом основано на тех же принципах конструирования и технологии изготовления, которые используются в микроэлектронике. Однако оптоэлектроника не рассматривается как раздел микроэлектроники, а выделяется в самостоятельный раздел электроники или электронной техники.