O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta maxsus ta’lim vazirligi islom karimov nomidagi toshkent davlat texnika universitetining qo‘qon filiali

2. Integral mikrosxemalar ishonchliligi.

Hozirgi vaqtda 10­⁶ va undan ko‘p elementlar soniga tizimlar mavjud.

Tashkil etuvchi elementlar buzilishi intensivligi qiymatlariga ko‘ra =10^-6 1/ soatda qurilmani buzilishigacha bo‘lgan ishlash vaqti bir soat bo‘lishi kerak, demak qurilma ishlashga noloyiq bo‘ladi degan gap.
Murakkab qurilmalarni rejimida buzilmay ishlashini qiymatini  ta’minlash uchun 10³–10⁴ vaqt mobaynida 10⁹ –10¹⁰ (1/soat bo‘lishi kerak, sxemalar va bloklar orasidagi ulanishlarni hisobga olgan holda yanada yuqori bo‘lishi kerak).
Bu muammo integral mikrosxemalarni qo‘llanilishi bilan yechimini topadi. Elementlar sonini hisobga olinsa, IMS lar ishonchlilik bo‘yicha 10-30 marotaba yutuhga ega. Ishonchlilikni ta’minlash nuыtai nazariga ko‘ra bir turdagi yoki boshqa turdagi IMS larni afzalliklarini aniqlash qiyin. Gibrid integral mikrosxemalar (IMS) passiv elementlarining ko‘rsatkichlari oralig‘idagi xatoliklar yarim o‘tkazgichli IMS lardagiga nisbatan kichik bo‘ladi. Ularda talab etilgan elektr tavsiflari yaxshiligi sxemalar yaratish imkoniyati katta. Yarim o‘tkazgichli IMS larni gibrid IMS lardan asosiy afzalligi hajmining va o‘lchamlarining kichikligi.
Gibrid IMS larni tashkil etuvchi IMS larni buzilishi intensivligi qiymatlari S⁰=65⁰ va K_yu=0,7 nominal qiymatlar uchun quyidagicha:
Osilma tranzistor va diodlar 5*10^-8
Yupqa va yo‘g‘on plyonkali qarshiliklar 1*10^-9
Yo‘g‘on plyonkali Ta₂O₅ – sig‘imlar 8*10^-8
Yupqa plyonkali STO₂ – sig‘imlar 5*10^-10
Kremniyli podlojkalar 5*10^-10
Yupqa plyonkali elementlar buzilishi intensivligi katta qiymatga ega, u texnologik tayyorlanishning har hilligi va statik sinovlar usullari orqali aniqlanadi.
Yupqa plyonkali qarshiliklar uchun buzulish intensivligi =7*10^-9 (1/soat)dan (nixrom plyonkali) =7*10^-12 (1/ soat) gacha (tantal nitrit plyonkali) o‘zgaradi.
Yupqa plyonkali qarshiliklar ishonchliligi diskret qarshiliklar ishonchliligiga nisbatan bir necha barobar yuqori bo‘ladi. Yupqa plyonkali sig‘imlar maksimal – ishonchliligi kichik – xajmdagi keramik sig‘imlar ishonchliligiga ekvivalent bo‘ladi.
Misol uchun, plyonkali sig‘im, elektr anodlantirilgan tantal nitrad plyonka yo‘li bilan olingan sig‘im uchun buzilish xavfi (intensivligi) =5*10^-10 1/ soat bo‘ladi.
Zamonaviy IMS buzilish intensivliligi 10^-6 dan 10^-10 1/soat oralig‘ida bo‘lib, yuqori ishonchlilikka ega diskret elementlar darajasiga yaxshilangan. Kichik va o‘rta integrasiya darajali IMS fnuksional murakkabligi ishonchliligiga katta ta’sir qilmydi.
Tajribalar shuni ko‘rsatadiki IMS lar uchun to‘satdan buzilish xosdir, bu ularni tayyorlash sifati bilan shartlanadi:

1. 
   chiqish va podlojkalar ustki qatlami
   
2. 
   ichki ulanishlarni qisqa tutashishi va uzilishi
   

IMS lar to‘satdan buzilishi 80% ni tashkil etadi. Gibrid IMS lar buzilishlarning 50% undagi tranzistorlar buzilishi va qalaylangan ulanishlar oqibatida kelib chiqadi.
Tilla simli chiqish ulanishlarida buzilishlar ko‘p hollarda qalaylanadigan sharsimon chuqurlik atrofidagi simni uzilishi oqibatida sodir bo‘ladi. Kamdan – kam hollarda ulanishlar buzilishi kuzatiladi, bunda Au – A1 tutashishlar ultratovushli qalaylaniship, termokomprosessorli qalaylanishga nisbatan kamroq ishonchlilikka ega.
Tranzistor – tranzistor mantiqli o‘tkazgichli plastmassa korpusli IMS lar kamchiligi uzilish va qisqa tutashishlarga sabab bo‘luvchi ichki simli ulanishlar 90% dan ortiq buzilish ulovchi simlar uzilishi oqibatida sodir bo‘ladi.
Bunday buzilishlarni kelib chiqishini asosiy metallarning harorat koeffisenti har xilligidir, bu esa termomexanik kuchlanish xosil bo‘lishiga olib keladi. Yarim o‘tkazgichli plastmassa korpusli IMS larni buzilishini 10% ni alyuminiy metall qoplamini zanglashi oqibatida sodir bo‘ladi.
Buzilishlar turlari bo‘yicha taqsimlanishi sinash va texnologik jarayoni takomillashtirilishidan keyin o‘zgaradi.
Rasmda kremniy planer tranzistorlar buzilishini taqismlanishi keltirilgan.

1. 
   
   
   

   9–rasm. Kremniyli planar tranzistorlar buzilish turlarining I – taqismlanishi II-III – texnologik o‘zgarishdan keyingi ko‘rinishi.

   
   - har xil buzilishlar
   
2. 
   – metallashtirishdagi nuqsonlar;
   
3. 
   – elektr ko‘rsatkichlar o‘zgarishi;
   
4. 
   – germetik yopishdagi nuqsonlar;
   
5. 
   – simli chiqish va qalaylashdagi nuqsonlar;
   
6. 
   – yuzaki ko‘rinishlar;
   
7. 
   – fotolitografik nuqsonlar
   

Rasmdan ko‘rinib turibdiki sinash tanlovi o‘tkazilgandan keyin tranzistorlarni elektr ko‘rsatkichlari o‘zgarishi va metallashtirishdagi nuqsonlar tugatiladi, qalaylash va simli chiqish nuqsonlari ikki marotaba kamayadi. Bunda yuza hodisalari, germetizasiya va boshqa sabablar bilan asoslagan buzilishlar foizi oshdi. Texnologik jarayondan foydalanilgandan so‘ng (himoyalangan p-n –o‘tishlar) kontaktlar va simli chiqishlardagi buzilishlar butunlay bartaraf etildi, lekin yetarli bo‘lmagan germetizasiya ta’siri ko‘paydi va fotolitografiya buzilishlari tufayli buzilishlarni yangi turi kelib chiqdi.

Nazorat savollari.

1. 
   Kataliklarning qaysi biri bosma platalar ishonchliligini aniqlovchi kataligi bo‘lib hisoblanmaydi?
   
2. 
   Ishning qaysi davrida kondensatorlardagi eng ko‘p buzilishlar soni kuzatiladi?
   
3. 
   Bosma platalar ishonchliligini aniqlovchi kataliklarga eng katta ta’sir ko‘rsatuvchi omillarga qaysilar kiradi?