Лекция №6.Основы элементной базы цифровых автоматов

Вопросы:

1. Логические элементы

2. Основы построения логических элементов

3. Элементы интегральных схем

Логические элементы

К основным логическим элементам современных вычислительных устройств относятся электронные схемы, реализующие операции И, ИЛИ, И─НЕ, ИЛИ─НЕ и другие, а также триггер.

С помощью этих схем можно реализовать любую логическую функцию, описывающую работу устройств компьютера. Обычно у них бывают от двух до восьми входов и один ли два выхода.

Входные и выходные сигналы, соответствующие двум логическим состояниям в логических элементах ─ 1 и 0 ─ имеют один из двух установленных уровней напряжения. Например, +5 В и 0 В.

Высокий уровень обычно соответствует значению «истина» («1»), а низкий ─ значению «ложь» («0»).

Каждый логический элемент имеет свое условное обозначение, которое выражает его логическую функцию.

Работу логических элементов описывают с помощью таблиц истинности.

Схема И. Эта схема реализует конъюнкцию двух или более логических значений.

Условное обозначение на структурных схемах схемы И с двумя входами представлено на рис.6.1.

Таблица 6.1.

умножение

x	y	x∙y
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

Рис.6.1. Условное обозначение и таблица истинности схемы И

Единица на выходе схемы И будет тогда и только тогда, когда на всех входах будут единицы. Когда хотя бы на одном входе будет ноль, на выходе также будет ноль.

Связь между выходом z этой схемы и входами x и y описывается отношением: z = x∙y (читается как x и y). Операция конъюнкции на структурных схемах обозначается знаком & (читается как амперсэнд), являющимся сокращенной записью английского слова and.

Схема ИЛИ. Эта схема реализует дизъюнкцию(сложение) двух или более логических значений. Когда хотя бы на одном входе схемы ИЛИ будет единица, на ее выходе также будет единица.

Условное обозначение на структурных схемах схемы ИЛИ с двумя входами представлено на рис.6.2. Знак 1 на схеме соответствует обозначению, т. е. значение дизъюнкции равно единице, если сумма значений операндов больше или равна 1.

Связь между выходом z этой схемы и входами хиу описывается соотношением: z = хνу (читается как х или у).

Таблица 6.2.

x	y	xνy
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	1

Рис.6.2. Условное обозначение и таблица истинности схемы ИЛИ

Схема НЕ. Схема НЕ (инвертор) реализует операцию отрицания. Связь между входом х этой схемы и выходом z можно записать соотношением z = ,x, где читается как «не х» или «инвер­сия х».

Если на входе схемы 0, то на выходе 1. Когда на входе 1, на выходе 0. Условное обозначение инвертора представлено на рис.7.3.

Таблица 6.3.

X
0	1
1	0

Рис.6.3. Условное обозначение и таблица истинности схемы НЕ

Схема И─НЕ. Схема состоит из элемента И и инвертора, и осуществляет отрицание результата схемы И. Связь между выходом z и входами x и y схемы записывается следующим образом: , где читаются как “инверсия x и y”. Условное обозначения на структурных схемах схемы И─НЕ с двумя входами представлено на рис.6.4.

Таблица 6.4.

X	y
0	0	1
0	1	1
1	0	1
1	1	0

Рис.6.4. Условное обозначение и таблица истинности схемы И─НЕ

Схема ИЛИ─НЕ. Схема состоит из элемента ИЛИ и инвертора и осуществляет отрицание схемы ИЛИ. Связь между выходом z и входами x и y схемы записывается следующим образом: , где читается как “инверсия x или y”. Условное обозначение на структурных схемах схемы ИЛИ─НЕ с двумя входами представлено на рис.6.5.

Таблица 6.5.

X	y
0	0	1
0	1	0
1	0	0
1	1	0

Рис.6.5. Условное обозначение и таблица истинности схемы ИЛИ─НЕ

Триггер — (от англ. trigger — защелка, спусковой крючок) электронное устройство с двумя устойчивыми состояниями равновесия, чередующимися под воздействием внешних сигналов, предназначенных для записи и хранения 1 бита данных.

Для обозначения этой схемы в английском языке чаще употребляется термин flip-flop, что в переводе означает «хлопанье».

В отличие от рассмотренных выше логических схем, триггеры — это логические устройства c памятью. Выходные сигналы триггеров в общем случае зависят не только от их входных сигналов, действующих в настоящий момент, но и от сигналов, действовавших на входы до этого

Самый распространенный тип триггера ─ RS-триггера. Принципиальная схема RS-триггера содержит защелку ( два элемента И─НЕ или ИЛИ─НЕ), а также два раздельных статических входа управления.

Q ─ прямой выход триггера;

Q ─ инверсный выход триггера;

S ─ раздельный вход установки в единичное состояние (напряжение высокого уровня на прямом выходе Q);

R ─ раздельный вход установки в нулевое состояние (напряжение низкого уровня на прямом выходе Q);

Таблица 6.6. Таблица истинности триггера с прямым входом.

Входы		Выходы
R	S	Q
0	0	Без изменений
0	1	1	0
1	0	0	1
1	1	Не определено

Как видно из таблицы 7.6, комбинация R = 1 и S = 1 является запрещенной. После нее состояние выходов триггера становится неопределенным. На выходе Q может установиться как состояние логического ноля, так и состояние логической единицы.

Иногда режим работы триггера, при котором R = 1, а S = 0, называется режимом очистки, при R = 0, S = 1 ─ режимом записи, а при R = 0, S = 0 ─ режимом хранения, так как информация на выходе триггера в этом случае не изменяется.

Таблица 6.7. Таблица истинности триггера с обратным входом.

Входы		Выходы
R	S	Q
0	0	Не определено
0	1	0	1
1	0	1	0
1	1	Без изменений

Поскольку один триггер может запомнить только один разряд двоичного кода, то для запоминания байта нужно 8 триггеров, для запоминания килобайта соответственно 8 × 2¹⁰ = 8192 триггеров. Современные микросхемы памяти содержат миллионы триггеров.

Основы построения логических элементов

Образование и свойства электронно-дырочного перехода. Основой построения логических элементов являются полупроводниковые структуры. Электрические свойства такой структуры определяются в первую очередь степенью связи носителей заряда с атомами в кристаллической решетке. В полупроводниковой технике чаше всего используют четырехвалентные германий и кремний — вещества кристаллической структуры с ковалентными межатомными связями, при которых каждый атом связан с соседними посредством восьми обобщенных электронов. Это обстоятельство схематически отображено на рис. 6.8а, где двойными линиями показаны связи между соседними атомами в кристаллической решетке, большими кружками обозначены четырехвалентные атомы, а малыми кружками с горизонтальной чертой — электроны.

Рис.6.8. Схематическое изображение кристаллической структуры с ковалентными межатомными связями (а) и нарушения ее электрической нейтральности (б)

Такая связь весьма устойчива, и для ее разрыва требуется затратить определенную энергию. При разрывах ковалентных связей в полупроводнике появляются свободные носители заряда ─ электроны и дырки, которые совершают хаотическое (тепловое) движение в кристалле.

Появление дырок в полупроводнике и их перемещение в нем связаны с возбуждением валентных электронов, когда в результате поглощения энергии один из валентных электронов освобождается от связи с атомом, становясь подвижным носителем заряда. Нарушение электрической нейтральности в месте разрыва валентной связи эквивалентно появлению там элементарного положительного заряда. Образовавшаяся вакантная связь может быть заполнена электроном из соседней связи (рис. 7.8 б), так как такой переход не связан с большими энергетическими затратами (все валентные электроны в решетке взаимодействуют со своими атомами примерно в одинаковой степени). Перемещение электрона из одной связи в другую эквивалентно непрерывному перемещению подвижного положительного заряда — дырки.

Процесс возникновения свободных носителей заряда носит название генерации. В процессе хаотического движения носители могут заполнять освободившиеся ранее связи, тогда происходит исчезновение двух носителей заряда — электрона и дырки-рекомбинация. Среднее число актов генерации и актов рекомбинации в единицу времени при постоянной температуре одинаково, поэтому среднее число дырок и электронов в кристалле при данной температуре является вполне определенным. При этом кристалл в целом электрически нейтрален.

Если к кристаллу приложить напряжение, то в образовавшемся электрическом поле у электронов и дырок появляется составляющая дрейфовой скорости по силовым линиям. Электроны перемещаются к положительному полюсу, а дырки ─ к отрицательному. При этом полный ток равен сумме электронной и дырочной составляющих.

Если в рассматриваемый кристалл с ковалентными связями внести примеси элементов III или V группы периодической системы Менделеева, то относительное количество электронов и дырок изме­нится. Процесс внесения примесей часто называют легированием.

Атомы примеси элемента V группы называют донорами. В некоторых узлах кристаллической решетки доноры замещают атомы основного вещества (рис. 6.9 а). Четыре валентных электрона донора связываются в кристаллической решетке с соседними атомами, а пятый электрон, оставшийся неиспользованным, оказывается слабо связанным с атомом донора (лишь силами кулоновского притяжения). При этом обеспечивается электрическая нейтральность атома.

Рис.6.9.Схематическое изображение замещения атомов основного вещества: а) донорами; б) акцепторами

Для отрыва указанного электрона от атома достаточно затратить небольшую энергию. Поэтому уже при комнатной температуре пятые электроны доноров оказываются свободными и могут участвовать в создании тока через кристалл. Атомы примеси, лишенные одного электрона, превращаются в положительные ионы, расположенные в узлах кристаллической решетки. Следует особо отмстить, что появление свободного электрона в данном случае не связано с появлением дырки, т. е. в кристалле с пятивалентной примесью ток будет иметь в основном электронную составляющую. По этой причине полупроводник с донорной примесью называют электронным, или полупроводником п-типа. В полупроводнике n-типа также имеется и дырочная

составляющая, но она значительно меньше электронной. Наличие дырочной составляющей объясняется разрывом отдельных связей атомов основного вещества с образованием электронов и дырок.

Добавление в чистый полупроводник трехвалентных атомов примеси, называемых акцепторами, приводит к замещению ими в отдельных узлах решетки атомов основного вещества (рис. 7.9 б). Трехвалентный атом примеси имеет на один электрон меньше того числа электронов, которое требуется для образования устойчивых ковалентных связей. Иными словами, при введении такого атома примеси появляется вакантная связь, на которую может перейти электрон из соседней связи. Необходимая для такого перехода энергия весьма мала, и уже при комнатной температуре все свободные места у атомов примеси оказываются занятыми, а сами атомы вследствие этого превращаются в отрицательные ионы. На местах ушедших к этим атомам электронов образуются дырки, которые хаотически перемещаются в кристалле и могут участвовать в создании тока через кристалл. Появление дырок не связано с появлением свободных электронов, поэтому дырочная составляющая общего количества подвижных носителей заряда в таком полупроводнике преобладает над электронной составляющей. Рас­смотренный полупроводник называют дырочным, или полупроводником p-типа.

Полупроводники n- и p-типа называют примесными, или легированными. Носители заряда, однотипные с примесным полупроводником, называют основными, а неоднотипные ─ неосновными. В полупроводнике n-типа основными носителями являются электроны, а неосновными — дырки, а в p-полупроводнике, наоборот, дырки являются основными носителями, а электроны — неосновными.

Принцип действия большинства полупроводниковых приборов и элементов интегральных схем основан на использовании свойств электронно-дырочного перехода (p─n-перехода) ─ переходного слоя между двумя областями полупроводника, одна из которых имеет электропроводность p-типа, а другая ─ n-типа. На рис 7.10. а показаны два образца полупроводника с различным типом электропроводности. В каждом полупроводнике подвижные носители заряда (электроны и дырки) совершают хаотическое движение, обусловленное их тепловой энергией. Неподвижные положительные и отрицательные примесные ионы обозначены знаками плюс и минус соответственно, а дырки и электроны ─ теми же знаками в кружках. Оба образца нейтральны, т. е. подвижные и неподвижные заряды в них взаимно скомпенсированы.

Рис.6.10. Проводники с различным типом электропроводности

После приведения полупроводников в соприкосновение из-за значительного различия в концентрациях подвижных носителей заряда будет происходить диффузия электронов из n-области в p-область и дырок из p-области в n-область, т. е. наблюдается диффузионный ток. Переход электронов из при контактной области n-полупроводника в p-полупроводник нарушает электрическую нейтральность указанной области. Заряды положительных ионов примеси оказываются не скомпенсированными, т. е. со стороны

n-проводника у границы контакта появляется положительный заряд (рис. 6.10.). Появлению этого заряда способствует также диффузия дырок из p-области и их рекомбинация с электронами n-области, вследствие чего избыточный положительный заряд со стороны n-области увеличивается.

Аналогично в слоях p-области, примыкающих к контакту, образуется не скомпенсированный отрицательный заряд доноров, вызванный уходом дырок в n-область и рекомбинацией дырок с электронами, пришедшими из n-области. Появление противоположных по знаку зарядов по обе стороны контакта вызывает появление электрического поля с напряженностью E, направленного из n-области в p-область (рис. 6.11.).

V=E/q

E=qV

Рис.6.11. Образование p-n-перехода

Возникшее электрическое поле препятствует диффузии основных носителей заряда, но способствует перемещению неосновных носителей заряда, т. е. электронов из p-области в n-область и дырок из n-области в p-область, так как для них направление поля является ускоряющим. Движение неосновных носителей заряда под воздействием поля образует ток проводимости (дрейфа), направленный противоположно току диффузии.

Состояние равновесия в структуре, очевидно, наступит тогда, когда ток диффузии и ток проводимости сравняются. При этом в области перехода установится некоторое значение напряженности электрического поля, а между областями полупроводника — разность потенциалов V_k (см. рис.6.11.).

Таким образом, вблизи границы двух полупроводников образуется слой, лишенный подвижных носителей заряда и поэтому обладающий высоким электрическим сопротивлением, так называемый запирающий слой. Толщина запирающего слоя обычно не превышает нескольких микрометров.

Использование свойств p-n-перехода в полупроводниковых приборах в большинстве случаев связано с приложением к переходу разности потенциалов. При этом в переходе возникает дополнительное электрическое поле, изменяется высота потенциального барьера, а вместе с этим изменяются и потоки основных и неосновных носителей.

Если к p-n-переходу приложить разность потенциалов таким образом, чтобы плюс источника подключился к n-области, а минус ─ к p-области, то это

приведет к увеличению потенциального барьера в переходе на U, так как поле, обусловленное внешним источником, добавляется к внутреннему полю, существующему переходе.

Увеличение напряженности электрического поля означает увеличение объемного заряда неподвижных ионов на участках, прилегающих к контакту, а последнее может быть достигнуто только за счет увеличение расстояния, на котором располагаются ионы с нескомпенсированным зарядом, т. е. за счет толщины перехода. При этом сопротивление p-n-перехода велико, ток через него мал ─ он обусловлен движением неосновных носителей заряда. В этом случае ток называют обратным, а p-n-переход ─ закрытым.

При противоположной полярности источника напряжения внешнее электрическое поле направлено навстречу внутреннему полю в p-n-переходе, толщина запирающего слоя уменьшается, и при напряжении 0,3…0,5 В запирающий слой исчезнет. Сопротивление p-n-перехода резко снижается, и возникает сравнительно большой ток. Ток при этом называется прямым, переход ─ открытым.

На рис. 6.12. показана полная вольт-амперная характеристика открытого и закрытого p-n-переходов. Как видно, эта характеристика является существенно нелинейной. На участке 1 прямой ток мал. На участке 2 внешнее электрическое поле больше внутреннего, запирающий слой отсутствует, ток определяется только сопротивлением полупроводника. На участке 3 запирающий слой препятствует движению основных носителей, небольшой ток определяется движением неосновных носителей заряда. Излом вольт-амперной характеристики в начале координат обусловлен различными масштабами координатных осей при прямом и обратном напряжении, приложенном к p-n-переходу. И наконец, на участке 4 происходит пробой p-n-перехода, и обратный ток быстро возрастает. Это связано с тем, что при движении через p-n-переход под действием электрического поля неосновные носители заряда приобретают энергию, достаточную для ударной ионизации атомов полупроводника. В переходе начинается лавинообразное размножение носителей заряда (электронов и дырок), что приводит к резкому увеличению обратного тока через p-n-переход при почти неизменном обратном напряжении.

Этот вид электрического пробоя называют лавинным. Обычно он развивается в относительно широких p-n-переходах, которые образуются в слаболегированных полупроводниках.

Рис.6.12. Вольт-амперная характеристика n-p-перехода

Закрытый p-n-переход обладает электрической емкостью C, которая зависит то его площади и ширины, а также от диэлектрической проницаемости запирающего слоя. При увеличении обратного напряжения ширина p-n-перехода возрастает, и емкость p-n-перехода уменьшается.

Свойства чистых и легированных полупроводников и p-n-перехода лежат в основе построения двухэлектродных полупроводниковых приборов ─ полупроводниковых резисторов и диодов. В основе построения более сложных приборов ─ транзисторов ─ лежат свойства и характеристики, определяемые взаимодействием нескольких p-n-переходов.

Биполярные и полевые транзисторы. Транзистором называют полупроводниковый прибор с тремя и более выводами, предназначенный для усиления, генерирования и преобразования электрических колебаний.

В зависимости от того, носители одного или обоих знаков участвуют в образовании тока, различают униполярные и биполярные транзисторы соответственно.

Основу биполярного транзистора составляет транзисторная структура с двумя взаимодействующими p-n-переходами, обладающая усилительными свойствами. На рис. 6.13. показана структура такого транзистора с выводами от каждой области.

В зависимости от порядка чередования областей различают транзисторные структуры p-n-p и n-p-n.

На рис. 6.13. показаны схемы и условные обозначения этих структур. Среднюю часть кристалла с электрическим выводом называют базой, одну из крайних ─ эмиттером, вторую ─ коллектором.

Рис.6.13. Типы транзисторов (а) и их условное обозначение (б)

Переход между эмиттером и базой обычно называют эмиттерным, а между коллектором и базой ─ коллекторным. В зависимости от напряжения смещения переходов различают три режима включения: активным, отсечки и насыщения.

1. В активном режиме один из переходов смещен в прямом направлении, другой ─ в обратном. Если в прямом направлении включен эмиттерный переход, то такой режим называют нормальным. Токи во внешних цепях в активном режиме определяются высотой управляемого потенциального барьера открытого перехода, т. е. способностью перехода инжектировать неосновные носители в базу.

2. Режим отсечки имеет место в том случае, когда оба перехода смещены в обратном направлении. В этом случае токи во внешних цепях малы и соизмеримы с обратным током одного из переходов. О транзисторе при этом говорят, что он заперт.

3. В режиме насыщения оба перехода открыты, в базу инжектируются неосновные носители из области эмиттера и из области коллектора. Так как оба перехода открыты, то на структуру падает небольшое напряжение. По этой причине режим насыщения часто используют в тех случаях, когда транзистор выполняет роль ключа, предназначенного для замыкания цепи. Размыкание цепи осуществляется переводом транзистора в режиме отсечки, при этом транзисторная структура обладает большим сопротивлением.

Полевой транзистор ─ полупроводниковый прибор, работа которого основана на модуляции сопротивления полупроводникового материала поперечным электрическим полем, а усилительные свойства обусловлены потоком основных носителей заряда одного знака, протекающим через проводящий канал.

Управляющий электрод, изолированный от канала, называют затвором. По способу изоляции затвора различают два типа полевых транзисторов: с управляющим p-n-переходом, или с p-n-затвором, и изолированным затвором.

Транзистор с управляющим затвором

Истоком называется электрод, от которого начинают движение основные носители заряда в канале. Электрод, к которому движутся носители заряда, называется стоком. Управляющее напряжение прикладывают к третьему электроду, называемому затвором. Структура такого транзистора со схемой подачи напряжений и напряжений тока стока изображена на рис. 6.14.

Рис.6.14. Структура полевого транзистора

Принцип работы полевого транзистора с управляющим переходом основан на изменении сопротивления канала за счет изменения под действием обратного напряжения ширины области p-n-перехода, обедненной

носителями заряда. Так как во входной цепи ток практически отсутствует, в такой структуре существует возможность усиления по мощности.

Основными преимуществами полевых транзисторов с управляющим переходом являются высокое входное сопротивление, малые шумы, простота изготовления, отсутствие в открытом состоянии остаточного напряжения между стоком и истоком открытого транзистора.

Полевые транзисторы с изолированным затвором отличаются от полевых транзисторов с управляющим p-n-переходом тем, что электрод затвора изолирован от полупроводниковой области канала слоем диэлектрика. Эти транзисторы имеют структуру металл ─ диэлектрик ─ полупроводник, и называется кратко МДП-транзисторами. Если в качестве диэлектрика используется оксид кремния, то их называют также МОП-транзисторами.

МДП-транзисторы могут быть двух видов: с индуцированным каналом (канал наводится под действием напряжения, приложенного к затвору) и со встроенным каналом (канал создается при изготовлении). МДП-транзисторы с индуцированным каналом изображены на рис. 6.15. Они

выполнены на основе кристаллической пластинки 1 слабо легированного n-кремния, называемого подложкой П. В толще подложки созданы две сильно легированные области 2 с противоположным типом электропроводности p (или p⁺). Металлические пластинки 5 над ними с проволочными выводами являются электродами истока И и стока С. Поверхность кристалла между указанными областями покрыта диэлектрическим слоем диоксида кремния SIO₂ 3, который изолирует электрод затвора 3 от области канала. На границе областей p у истока И ─ стока С образуется p-n-переходы, один из которых при любой полярности напряжения стока оказывается включенным в обратом направлении и препятствует протеканию тока I_c.

Рис.6.15. Структуры МДП-транзисторов: а) с индуцированным каналом; б) со встроенным каналом

В рабочем режиме транзистора канал 4 возникает (индуцируется) под воздействием соответствующего напряжения на затворе. При отрицательном напряжении затвора электрическое поле через диэлектрик проникает в глубь подложки, выталкивает из нее электроны и притягивает дырки (обогащает приповерхностный слой). При некотором напряжении, называемом

пороговым U_ЗИ1пор, между стоком и истоком образуется проводящий канал, имеющий такой же тип электропроводности, как и у стока и истока.

Толщина канала (инверсного слоя) незначительная, дырки индуцированного канала «сжаты» в приповерхностном слое. Дырки, образующие канал, поступают в него не только из подложки, но также из слоев p-типа стока и истока.

В транзисторах со встроенным каналом (рис. 7.15. б) ток в цепи стока будет протекать и при нулевом напряжении на затворе. В зависимости от полярности напряжения на затворе канал может обогащаться дырками (сопротивление канала падает) либо обедняться, вплоть до прекращения

тока-U_ЗИотс.Полевые транзисторы успешно применяются в различных усилительных и переключающихся устройствах, их часто используют в сочетании с биполярными транзисторами.

Элементы интегральных схем

Основными элементами полупроводниковых интегральных схем (ИС) являются биполярные и полевые транзисторные структуры. В схемах, как правило, применяются планарные транзисторные элементы, у которых эмиттерные, базовые и коллекторные области выходят на одну сторону подложки. На этой же стороне подложки, на ее поверхности, располагается и контактные выводы от этих областей.

Основой для изготовления ИС служит полупроводниковая пластина кремния с проводимостью p-типа, на которую наносят тонкий эпитаксиальный слой n-типа. В этом случае протравливают канавки для разделения отдельных элементов схемы. Путем диффузии в эпитаксиальный слой под канавками вводятся примеси p-типа, вследствие чего между созданной областью p-типа и примыкающими к ней участками эпитаксиального слоя n-типа образуются p-n-переходы, служащие для изоляции отдельных элементов схемы. С этой целью при работе схемы на подложку подают наибольший отрицательный потенциал, и p-n-переходы оказываются включенными в обратном направлении, т. е. между элементами отсутствует электрическая связь.

Рис.6.16. Поперечное сечение фрагмента микросхемы

На оставшихся участках эпитаксиального слоя n-типа создают необходимые структуры для получения активных и пассивных элементов. Так, путем двойной диффузии может быть создана планарная—p-n-структура с выводами от всех электродов в одной плоскости. При образовании полупроводниковой структуры большую роль играет пленка диоксида кремния, которая предохраняет поверхности от внешних воздействий. В промежуточных операциях по изготовлению полупроводниковой структуры эта пленка служит экраном, предохраняющим от диффузии примесей те участки, в которых необходимо сохранить прежний тип проводимости. В процессе изготовления полупроводниковых ИС широко используют метод фотолитографии, сущность которого кратко сводится к следующему. Поверхность пластины покрывают слоем фоторезиста — материала, чувствительного к ультрафиолетовому облучению. Затем пластину облучают через фотомаску, имеющую рисунок, соответствующий последующей технологической операции. Облученные участки фоторезиста после операции закрепления полимеризуются, поэтому на них не действуют травители, с помощью которых на необлученных участках удаляют слой диоксида кремния с фоторезистом. В дальнейшем производится диффузия примесей в протравленные «окна», покрытие слоем диоксида кремния и, если необходимо, снова слоем фоторезиста с последующим облучением через новую фотомаску и т. д.

В ходе изготовления интегральной схемы обычно приходится использовать несколько фотомасок и выполнять соответственно несколько по существу одинаковых технологических операций. Однако число операций здесь примерно такое же, как и при изготовлении дискретного планарно-эпитаксиального транзистора, а число одновременно изготовляемых из одной пластины схем может быть достаточно велико, поэтому стоимость производства унифицированных ИС сравнима со стоимостью производства дискретных транзисторов.