1. imslarni tayarlaw texnologiyaları

3. IMS tiykarǵı parametrleri.

Tranzistordıń isletiliw túrine kóre yarım ótkizgishli IMSlarni bipolyar hám MDYa IMS larga ajıratıw qabıl etilgen. Bunnan tısqarı, aqırǵı waqıtlarda basqariluvchi ótiwli maydaniy tranzistorlar jasalǵan IMSlardan paydalanıw úlken áhmiyetke iye bolıp atır. Bul klasqa galliy arsenidida jasalǵan IMSlar, zatvori Shottki diodi kórinisinde orınlanǵan maydaniy tranzistorlar kiredi. Házirgi kúnde bir waqtıniń ózinde de bipolyar, da maydaniy tranzistorlar qollanılǵan IMSlar jaratıw tendensiyasi belgilenip atır.

Eki klasqa tiyisli yarım ótkizgishli ISlar texnologiyası yarım ótkizgish kristallın galma - gezek donor hám akseptor kiritpeler menen legirlash (kirgiziw) ga tiykarlanǵan. Nátiyjede sirt astında túrli ótkezgishlikke iye bolǵan juqa qatlamlar, yaǵnıy n-p-n yamasa p-n-p strukturalı tranzistorlar payda boladı. Bir tranzistordıń ólshemleri enigi bir neshe mikrometrlerdi quraydı. Bólek elementlerdiń izolyatsiyasi yamasa r-n ótiw járdeminde, yamasa dielektrik perde járdeminde ámelge asırılıwı múmkin. Tranzistorlı struktura tek tranzistorlardı emes, bálki basqa elementler (diodlar, rezistorlar, kondensatorlar ) soǵıwda da qollanıladı.
Mikroelektronikada bipolyar tranzistorlardan tısqarı kóp emitterli hám kóp kollektorlı tranzistorlar da qollanıladı. Kóp emitterli tranzistorlar (KET) ulıwma baza qatlamı menen birlestirilgen bir kollektor hám bir neshe (8-10 ǵa shekem hám kóp) emitterdan shólkemlesken. Olar tranzistor - tranzistorlı logika (TTM) sxemalardı jaratıwda qollanıladı. Kóp kollektorlı tranzistor strukturası da, KET strukturasına uqsas boladı, lekin integral - injeksion logika (IM) dep atalıwshı injeksion derekli logikalıq sxemalar soǵıwda qollanıladı.
Diodlar. Diodlar bir p-n ótiwge iye. Lekin bipolyar tranzistorlı IMSlarda tiykarǵı struktura retinde tranzistor saylanǵan, sol sebepli diodlar tranzistordıń diod jalǵanıwı járdeminde payda etinadi. Bunday jalǵanıwlardıń besew variantı bar. Eger diod soǵıw ushın emitter - baza ótiwdegi p-n ótiw qollanilsa, ol halda kollektor - baza ótiwdegi p-n ótiw uziq bolıwı kerek.
Rezistorlar. Bipolyar tranzistorlı IMSlarda rezistor payda etiw ushın bipolyar tranzistor strukturasınıń qandayda bir tarawı : emitter, kollektor yamasa baza qollanıladı. Emitter tarawları tiykarında kishi qarsılıqqa iye bolǵan rezistorlar payda etinadi. Baza qatlamı tiykarında orınlanǵan rezistorlarda ádewir ulken qarsılıqlar alınadı.
Kondensatorlar. Bipolyar tranzistorlı IMSlarda keri baǵıtda jıljıǵan p-n ótiwler tiykarında jasalǵan kondensatorlar qollanıladı. Kondensatorlardıń qáliplesiwi birden-bir texnologiyalıq siklda tranzistor hám rezistorlar tayarlaw menen bir waqtıniń ózinde ámelge asıriladı. Sonday eken olardı soǵıw ushın qosımsha texnologiyalıq ámeller talap etińmeydi.
MDYa - tranzistorlar. IMSlarda tiykarlanıp zatvori izolyatsiyalangan hám kanalı induksiyalangan MDYa-tranzistorlar qollanıladı. Tranzistor kanalları p- hám n- túrli bolıwı múmkin. MDYa-tranzistorlar tek tranzistorlar retinde emes, bálki kondensatorlar hám rezistorlar retinde de qollanıladı, yaǵnıy barlıq sxema funksiyaları bir ǵana MDYa - strukturalarda ámelge asıriladı. Eger dielektrik retinde SiO2 qollanilsa, ol halda bul tranzistorlar MOYa-tranzistorlar dep ataladı. MDYa - strukturalardı jaratıwda elementlerdi bir- birinen izolyatsiya qılıw operatsiyası joq, sebebi qońsılas tranzistorlardıń istok hám stok tarawları bir-birine jónelgen tárepte jalǵanǵan p-n ótiwler menen izolyatsiyalangan. Usınıń sebepinen MDYa-tranzstorlar bir-birine júdá jaqın jaylasıwı múmkin, sonday eken úlken tıǵızlıqtı támiyinleydi.
Bipolyar hám MDYa IMSlar planar yamasa planar - epitaksial texnologiyada yasaladi.
Planar texnologiyada n-p-n tranzistor strukturasın soǵıwda p-túrdegi yarım ótkizgishli plastinaning bólek tarawlarına tesikleri ámeldegi bolǵan arnawlı maskalar arqalı jergilikli legirlash ámelge asıriladı. Maska rolin plastina sırtın egallovchi kremniy eki oksidi SiO2 oynaydı. Bul perdede arnawlı usıllar (fotolitografiya) járdeminde ayna dep atalıwshı tesikler qáliplesedi. Kiritpeler yamasa diffuziya (joqarı temperaturada olardıń konsentraciya gradienti tásirinde kiritpe atomların yarım ótkizgishli tıykarǵa kirgiziw), yamasa ionlı legirlash járdeminde ámelge asıriladı. Ionlı legirlashda arnawlı dereklerden alınǵan kiritpe ionları tezlashadi hám elektr maydanda fokuslanadilar, tıykarǵa túsediler hám yarım ótkizgishtiń sirt qatlamına singadilar.
Planar texnologiyada jasalǵan yarım ótkizgishli bipolyar strukturalı IMS úlgisi jáne onıń ekvivalent elektr sxeması 2. 2 a, b - suwretde keltirilgen.
Diametri 76 mmli birden-bir tiykarda bir varakayiga usılda bir waqtıniń ózinde hár biri 10 nan 2000 element (tranzistorlar, rezistorlar, kondensatorlar ) den shólkemlesken 5000 mikrosxema jaratıw múmkin. Diametri 120 mm bolǵan plastinada o'nlab milliontagacha element jaylastırıw múmkin.
Zamanagóy IMSlar eritpeli planar - epitaksial texnologiyada yasaladi. Bul texnologiya planar texnologiyadan sonısı menen parıq etediki, barlıq elementler p-túrdegi tiykarda o'stirilgan n-túrdegi kremniy qatlamında payda etinadi. Epitaksiya dep kristall strukturası tıykarnikidan bolǵan qatlam ósiriwge aytıladı.



a) b)

2. 2 - súwret. Planar texnologiyada jasalǵan yarım ótkizgishli bipolyar strukturalı IMS úlgisi jáne onıń ekvivalent elektr sxeması

Planar - epitaksial texnologiyada jasalǵan tranzistorlar talay qolaylı, hám de planarliga salıstırǵanda jaqsılanǵan parametr hám xarateristikalarga iye.
Onıń ushın tıykarǵa epitaksiyadan aldın n+ - qatlam kiritiledi (2. 3 - súwret). Bul halda tranzistor arqalı tok kollektor daǵı joqarı omli rezitordan emes, bálki kishiomli n+ - qatlam arqalı aǵıp ótedi.

2. 3 - súwret. Planar epitaksial texnologiya tiykarında jasalǵan IMSni sxeması.

Mikrosxema túrli elementlerin elektr tárepten birlestiriw ushın metllizatsiyalash qollanıladı. Metallizatsiyalash processinde altın, gúmis, xrom yamasa alyuminiyden juqa metall perdeler payda etinadi. Kremniyli IMSlarda metallizatsiyalash ushın alyuminiyden keń paydalanıladı.
Sxemotexnik belgilerine kóre mikrosxemalar eki klasqa bólinedi.
IMS atqarap atırǵan tiykarǵı wazıypa - elektr signalı (tok yamasa kernew) ni kórinisinde berilip atırǵan informaciyanı qayta islew esaplanadı. Elektr signalları úzliksiz (analog) yamasa diskret (cifrlı ) formada ańlatılıwı múmkin.
Usınıń sebepinen, analog signallardı qayta isleytuǵın mikrosxemalar - analog integral mikrosxemalar (AIS), cifrlı signallardı qayta isleytuǵınları bolsa - cifrlı integral sxemalar (RIS) dep ataladı.
Cifrlı sxemalar tiykarında ápiwayı tranzistorlı gilt (ventil) sxemalar jatadı. Giltler eki turaqlı jaǵdaydı iyelewi múmkin: úzilgen hám jalǵanǵan. Ápiwayı giltler tiykarında talay quramalı sxemalar yasaladi: logikalıq, bibarqaror, triggerli (jumısqa tushuruvchi), shifratorli, komporatorlar hám basqa, tiykarlanıp esaplaw texnikasında qollanılatuǵın. Olar cifrlı formada kórsetilgen informaciyanı qabıllaw, saqlaw, qayta islew hám uzatıw fuksiyasini atqaradılar.
Integral mikrosxemalarning quramalılıq dárejesi komponent integraciya dárejesi úlkenligi menen ańlatıladı. Bul shama cifrlı IMSlar ushın kristallda jaylasıwı múmkin bolǵan logikalıq ventillar sanı menen belgilenedi.
100 dane den kem ventilga iye bolǵan IMSlar kishi integraciya dárejesine iye bolǵan IMSlarga kiredi. Orta dárejeli ISlar 102, úlken ISlar 102105, oǵada úlken ISlar 105107 hám ultra úlken ISlar107 dárejeden artıq ventillardan dúziledi. Bunday sinflanish sisteması analog mikrosxemalar ushın da qabıl etilgen.