Недостатки светодиодов:

1.Высокая стоимость – главный недостаток по сравнению с лампами накаливания и неоновыми трубками различных типов. На изготовление объемной буквы со светодиодной подсветкой в полтора - два раза выше стоимости неонового изделия аналогичной яркости. Однако производители по всему миру продолжают наращивать мощности по изготовлению светодиодов, и цены на данные источники света неуклонно понижаются.

2.Также недостатком при использовании светодиодов в конструировании объемных букв средних и крупных размеров можно считать их малые габариты, из-за которых требуется объединять многочисленные отдельные светодиоды в группы. Чтобы обеспечить яркий и красочный свет, мгновенно привлекающий внимание потребителя, требуется большое количество светодиодов.

Специалисты подчеркивают, что в ближайшие несколько лет цены на светодиоды упадут до уровня, при котором готовые изделия из них будут стоить дешевле неоновых. Уже сейчас доступны светодиодные комплекты для внутренней подсветки элементов оформления зданий и наружной рекламы, что значительно упрощает технологию и снижает трудоемкость производства объемных букв. В этом случае необходимости в квалифицированной работе с неоном, электропроводкой высоковольтных проводов для подключения газоразрядных трубок и мерах для предотвращения ошибок, ведущих к перегоранию источников света, нет.

2.6. Транзисторы

Транзистор (от англ. transfer - переносить и resistor - сопротивление) — трёхэлектродный полупроводниковый электронный прибор, в котором ток в цепи двух электродов управляется третьим электродом. Управление тока в выходной цепи осуществляется за счет изменения входного тока в биполярном транзисторе, либо входного напряжения в МОП (металл-окисел- полупроводник) транзисторе. Это усилительное свойство транзисторов используется в аналоговой технике (аналоговые ТВ, радио, связь и т.п.). Другим важнейшим применением транзисторов является цифровая техника (логика, память, процессоры, компьютеры, цифровая связь и т.п.) (рис. 8.28). Вся современная цифровая техника основана на МОП (металл-окисел- полупроводник) транзисторах (МОПТ). Иногда их называют МДП (металл- диэлектрик-полупроводник) транзисторы. Транзисторы изготавливаются в рамках интегральной технологии на одном кремниевом кристалле (чипе) и составляют элементарный "кирпичик" для построения памяти, процессора, логики и т.п.

Размеры современных МОПТ (рис.2.18) составляют от 130 до 60 нанометров. Это одна десятитысячная часть миллиметра. На одном чипе (обычно размером 1-2 квадратных сантиметров) размещаются десятки миллионов МОПТ. На протяжении десятков лет происходит уменьшение размеров (миниатюризация) МОПТ и увеличение их количества на одном чипе (степень интеграции), в ближайшие годы ожидается увеличение степени интеграции до сотен миллионов транзисторов на чипе. Уменьшение размеров

27

МОПТ приводит также к повышению быстродействия процессоров (тактовой частоты). Каждую секунду сегодня в мире изготавливается полмиллиарда МОП транзисторов.

Рис. 2.18. современные МОПТ

Обозначения транзисторов разных типов приведены в таблице 8.1.

На рис.2.19. представлены стадии изготовления транзисторов.

28

Рис.2.19. Стадии изготовления транзисторов

Где: а — исходная пластина; б — после первого окисления; в — после первой фотолитографической обработки; г — после создания базовой области и второго окисления; д — после второй фотолитографической обработки; е — после создания эмиттерной области и третьего окисления; ж — после третьей фотолитографической обработки; з — после металлизации; 1 — исходный кремний с электропроводностью n-типа; 2 — маскирующая плёнка двуокиси кремния; 3 — базовая область; 4 — эмиттерная область; 5 — металлическая плёнка (контакты).

2.7. Транзисторы из полимерных материалов

Разработанный в исследовательском центре Xerox материал представляет собой полимер на основе тиофена. Важнейшей его особенностью является то, что он устойчив к воздействию кислорода воздуха, тогда как большинство других органических полимерных полупроводников теряют под его действием свои свойства. Добиться большей стабильности своего полимера удалось за счет подробного анализа функций различных структурных элементов полимера. В результате был получен материал с замечательным набором свойств. Подвижность электрона в нем составляет 0,12 см2 на вольт в секунду. Еще одно преимущество новой разработки Xerox заключается в том, что сборка транзисторов из нового материала возможна при помощи достаточно простой технологии в обычных условиях (рис. 2.20). Не требуется никаких повышенных температур, сверхчистых помещений и т.д. На практике новый материал можно использовать в самых различных областях: от электронных меток для товаров в магазинах до гибких компьютерных дисплеев. Но к практическому применению новых разработок Xerox пока не приступал.

Рис. 2.20. Пластиковый транзистор

Пластиковые транзисторы будут прежде всего использоваться для создания легких и гибких дисплеев компьютеров и экранов телевизоров.

29

Транзисторы могут накладываться друг на друга, образуя вертикальные стопки. Возможно также производство светодиодов, слои которых могут налагаться на слой полимерных транзисторов.

3. Технология изготовления тонкопленочных интегральных микросхем

Из физики тонких пленок известно, что их свойства существенно отличаются от свойств массивных материалов. Разница обусловлена тем, что поверхностные молекулы или внешние атомы слоя вследствие их потенциального положения на граничной поверхности тела при действии окружающей среды обнаруживают особые свойства, которые не проявляются внутри массивного тела. В тонких слоях приобретают большое значение поверхностные эффекты. На практике используются слои, в которых одиночные кристаллы намного меньше толщины слоя, их размеры повторяются от слоя к слою, а на границе зерен не встречаются дополнительные дефекты

3.1 Классификацияи назначение интегральных микросхем

Интегральная (микро) схема (ИС, ИМС, МС) — микроэлектронное устройство — электронная схема произвольной сложности, изготовленная на полупроводниковом кристалле (или плёнке) и помещенная в неразборный корпус (рис. 8.33). Часто под интегральной схемой (ИС) понимают собственно кристалл или плёнку с электронной схемой, а под микросхемой (МС) — ИС, заключённую в корпус.

30