Интегралдық микросұлбалар туралы түсінік

Қазіргі электрондық құрылғылар өте күрделі және көп элементті болып келеді. Мысалы, электронды есептеу машиналарының құрамында 10⁷ шамасында элемент бар, әрине элементтер саны көбейген сайын құрылғының салмағы, көлемі және бағасы артады, ал сенімді жұмыс жасау мүмкіндігі азаяды. Аталған мәсәлелерді шешу электрондық құрылғыға кіретін элементтерді кішірейту және оларды атқаратын міндетіне (қызметіне) қарай топтастырып жасау маңызды орын алады. Мәселен күшейткіш каскадты, түрлендіргішті т.б. бір элемент етіп жасаса құрылғыны жинастыру, жөндеу жұмыстарының жеңілдейтіні хақ. Бірнеше ұсақ электронды элементтерден тұратын және белгілі бір жұмысты атқаратын электрондық құрылымды интегралдық микросұлба деп атайды. Мұндағы «интегралдық» сөзі «жиынды» деген ұғымды білдіреді. Интегралдық микросұлбаның бір текше сантиметр көлемінде орналасқан элементтердің санын айтады. Микросұлбаның интеграциялық дәрежесі оның құрамындағы элементтердің жалпы санымен анықталады. Әдетте егер микросұлбаның құрамында он элементке дейін болса, бірінші интеграциялық дәрежелі, оннан жүзге дейін элемент болса, екінші интеграциялық дәрежелі, жүзден мыңға дейін элемент болса, үшінші интеграциялық дәрежелі т.с.с. деп саналады. Интеграциялық дәрежесі мыңнан артық интегралдық сұлбалар үлкен интегралдық сұлба деп аталады.

Жасалу технологиясына қарай интегралдық микросұлбалар шала өткізгішті және гибридті болып бөлінеді. Шала өткізгішті интегралдық микросұлбаларда оның барлық элементтері және оларды жалғау шала өткізгіш материалдың ішіне немесе үстінде орындалады (59.а-сурет). Шала өткізгіштің үсті диэлектрик болып есептелетін силицийдің қос тотығымен жабылған, ал элементтердің арасындағы изоляция міндетін р-түрлі силиций атқарады.

Элементтер металл қабықшаларымен жалғанған. Шала өткізгіштін көлемі ішінде диодтарды, транзисторларды, резисторларды және конденсаторларды жасауға болады. Конденсаторлардың сыйымдылығы ретінде р-п асуының сыйымдылығы пайдаланылады. Шала өткізгішті интегралдық микросұлбаларды жасау технологиясы өте күрделі және көп қаржы жұмсауды керек етеді. Сондықтан оларды пайдалану өте көп мөлшерде шығарғанда ғана тиімді.

Гибридті интегралдық микросұлбаларда резисторлар, конденсатор-лар мен индуктивті шарғылар төсеніштің үстіне әртүрлі әдіспен жұқтырылатын қабықшалардың көмегімен орындалады да, ал шала өткізгішті нәрселер төсенішке жеке-жеке бекітіледі (4,6-сурет). Осылайша дайындалған интегралдық микросұлбалар қорапшаның ішіне орналасады да, сыртына керекті ұштары ғана шығарылады.

а)

б)

Сурет 4,6. Шала өткізгішті (а) және гибридті (б) микросұлбалардын

құрылысы мен электрлік сұлбасы

Гибридті интегралдық микросұлбаларды жасау технологиясы шала өткізгішті интегралдық микросұлбалардың технологиясына қарағанда оңай, элементтерге параметрлер беру дәлдігі жоғары, бағасы арзан. Бірақ массасы және көлемі үлкен де интеграциялық дәрежесі төмен.

Қазіргі интегралдық микросхемалардың интегралдық дәрежесі өте жоғары және функциялық қолданымы жан-жақты болып келеді. Интегралдық микросұлбалардың басты кемшілігі берер қуатының аздығы (шамамен 50-100 мВт).

Гибритті және жұқа қабықты микронобайлар. Қабықты микронобайлар интегралдық микронобайларда екі әдіспен жасалады:

1) жұқа қабықты түрде әр түрлі материалдарда төменгі қысымда 10^-5Па қабындыру жолымен жасалынады. Вакуумды қабындыру әдісі қалыңдығы 1 микрометрден аздау болып дайындайтын жұқа қабықты микронобайлар жатады;

2) ал шелкография әдісі трафареттік қосындығы 1 лек метрден көптеу микронобайлар интегралдық микронобайларын жасауға қолда-нады.

Жоғарғы вакуумдық және шелкографиялық әдістермен интеграл-дық микросұлба нобайлары жұқа және қалың қабықты болып бөлінеді. Интегралдық микронобайлар барлық элементтері және олар өзара жалғанған арнайы тізбекпен алады. Ондағы монокристал астарының температурасына сәйкес келуі керек. Сол микронобайларға кіретін пассивті элементтер резистор, конденсаторлар, индуктивті орамдар және активті шала өткізгіш құралдары: диод, фотодиод, тиристорлар, кристалды және жұқа қабықты түрде салынады. Бұл интегралды нобайды, гибриттік нобайлар болуы мүмкін. 4,7-суретте гибритті интегралдары микронобайының құрылысы және жалпы түрі көрсетілген.

Сурет 4,7. Гибритті интегралдары микронобайының құрылысы

Жұқа қабықты резистор дайындауға хром, нихром, танталь материалдары қолданылады. Ал конденсаторлар жасауға германий, кремний, монооксистері және т.б. кристалды материалдар қолданылады. Ал кристалдар мен өткізгіштердегі түйіспелік аймақтарға; никель, мед, алюминий, алтын материалдары қолданылады.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: