Концептуальная диаграмма

приходят так называемые ультрабольшие интегральные схемы (УБИС), содержащие на одном кристалле от нескольких сотен тысяч до нескольких миллионов элементов.

Важным показателем качества технологии и конструкции ИС является плотность упаковки элементов на кристалле - число элементов, приходящихся на единицу площади.

Уровень технологии характеризуется минимальным технологическим размером ∆, т.е. наименьшими достижимыми размерами легированной области в полупроводниковой области в полупроводниковом слое на поверхности, например, минимальной шириной эмиттера, шириной проводников, расстояниями между ними.

По функциональному назначению ИС подразделяются на аналоговые и цифровые.

Конструктивно-технологическая классификация ИС отражает способ изготовления и получаемую при этом структуру. По этому критерию различают полупроводниковые и гибридные ИС.

В пленочных ИС все элементы представляют собой пленки, нанесенные на диэлектрическое основание (пассивную подложку). Различают тонкопленочные и толстопленочные ИС.

В гибридных ИС на диэлектрической подложке изготовляются пленочные пассивные элементы (резисторы, конденсаторы) и устанавливаются навесные активные и пассивные компоненты. Промежуточным типом ИС являются совмещенные интегральные схемы, в которых транзисторы изготавливаются в активном слое кремния, а пленочные резисторы и диоды - как и проводники на изолирующем слое двуокиси кремния.

По типу применяемых активных элементов (транзисторов) интегральные схемы делятся на ИС на биполярных транзисторах (биполярных структурах) и ИС на МДП-транзисторах (МДП-структурах).

Этапы развития электроники.

Электронными называются приборы, в которых ток создается движением электронов или ионов в вакууме, газе или полупроводнике. Первые электронные устройства выполнялись на электровакуумных приборах. В 1897 году английским ученым Дж. Томсоном был открыт электрон и зародилась новая наука-электроника. Использование электронных приборов в радиотехнике началось с того, что в 1904 году Д.Флеминг изобрел двухэлектродную лампу с накаленным катодом. Диод был изобретен для конкретных технических нужд: детектирование высокочастотных колебаний. Это- первый электронный прибор.

В 1907 году Л.Форест ввел в лампу управляющую сетку, лампа стала трехэлектродной, появилась возможность управлять током.

В течение 30-х годов и позже интенсивно развивалась полупроводниковая электроника. 1 июля 1948 года было объявлено об изобретении транзистора- прибора, не требующего времени на разогрев и не имеющего накала. Рабочие элементы состоят из двух тонких проволочек, подходящих к кусочку трердого полупроводникового материала.

Теория полупроводников была разработана школой советского физика А.Ф.Иоффе, изобретателями транзистора считаются американские исследователи Д.Бардин, У.Браттайн(точечный германиевый транзистор) и У.Шокли.

Развитие транзисторной электроники, совершенствование технологии изготовления транзисторов привели к появлению микроэлектроники. В 1959 году в США изобрели интегральные микросхемы, представляющие пластинку полупроводника с размещенным на нем множеством транзисторов и других электрических цепей. ИС разрабатываются в едином технологическом процессе, что позволяет повысить надежность и уменьшить габариты. В 60-х годах ИС содержали до 100 элементов на полупроводниковом кристалле при размере элементов около 100 мкм. В 70-х появились БИС(большие ИС), содержащие до 10000 элементов при размере от 3 мкм до 100 мкм. В конце 70-х –СБИС(сверхбольшие ИС), содержащие до миллиона элементов при размере от 1 мкм до 3 мкм. Дальнейшее развитие микроэлектроники привело к освоению субмикронных размеров микросхем. Как оказалось, существует предел уменьшения размеров элементов-0,2 мкм. Однако и достижение таких размеров связано с преодолением определенных технологических трудностей. Таким образом, существуют физические пределы развития интегральной микроэлектроники.

С 80-х годов развивается функциональная микроэлектроника, позволяющая реализовать определенную функцию аппаратуры без применения стандартных базовых элементов(диодов, транзисторов, резисторов и т.д.), базируясь непосредственно на физических явлениях в твердом теле. В функциональной электронике используются такие механизмы, как оптические явления (оптоэлектроника), взаимодействие потоков электронов с акустическими волнами в твердом теле (акустоэлектроника) и т.д.

С начала 90-х годов зарождается новое направление – наноэлектроника. В начале 90-х были созданы микроскопы, позволяющие не только наблюдать атомы, но и манипулировать ими. Нанотехнологии позволяют последовательно располагая нужные атомы и атомные структуры в четком порядке и в точно определенном месте, конструировать новые технологические приборы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

Основная и дополнительная литература:

1. Коваленко А.А., Петропавловский М.Д. Основы микроэлектроники. - М.: «Академия», 2006. - 239 с.

2. Опадчий Ю. Ф., Глудкин О. П., Гуров А. И. Аналоговая и цифровая
электроника. - М.: Горячая линия - Телеком, 1999. - 768 с.

3. Прянишников В. А. Электроника: Полный курс лекций. - СПб.: Корона - принт,2000.-415 с.

4. Лачин В. И., Савельев Н. С. Электроника: Учебное пособие. - Ростов н/Д:изд-во «Феникс», 2005. - 704 с.

5. Электроника: Справочная книга //Ю. А. Быстрое, Я. М, Великсон и др./Под ред. Ю. А. Быстрова. - СПб.: Энергоатомиздат, 1996. - 544с.

6. Калабеков Б.А. Цифровые устройства и микропроцессорные системы. М.: Горячая линия - Телеком, 2005. - 336 с.

7. Абельдина Ж.К. Электронный курс лекций по микроэлектронике.

8. Стафеев А.В. Электротехника и электроника. Методические указания по выполнению лабораторных работ «Цепи постоянного, переменного тока и электронные приборы». Хабаровск Издательство ДВГУПС 2006.

Дополнительная:

1. Мальцева Л.А., Фромберг Э.В., Ямпольский В.С. Основы цифровой техники, М: «Высшая школа», 341 стр. 2004.

2. Иванов А.А. Справочник по электротехнике. Киев, Высшая школа, 1984.

Дата добавления: 2014-01-15