Т-303. Интегральные микросхемы - революция в электронике.
Первые интегральные схемы появились в 1958 году, но нельзя, конечно, считать, что микросхемы были созданы в один день - технология подошла к ним через многие другие свои достижения В частности, через печатный монтаж - изготовление соединительных проводов методом фотолитографии (Р-179). Через методы вакуумного напыления различных покрытий, например веществ с высоким удельным сопротивлением для создания резисторов (К-3, 2) И конечно же, самое важное достижение, приблизившее электронику к интегральным схемам,-это создание в 1948 году транзисторов. Во-первых, появились действительно микроскопические усилительные приборы сам транзистор, без корпуса,-это кристаллик размером с песчинку, электронную лампу таких размеров трудно себе представить Но транзистор-песчинка - это далеко не предел, современные технологии позволяют делать транзисторы в тысячи раз меньших размеров Более того - ученые и технологи научились создавать в полупроводниковом кристалле и другие элементы очень малых размеров. Так, например, рп-переход, если подать на него обратное постоянное напряжение (свободные заряды оттянуты от границы, между зонами p и n появился слой без свободных зарядов, Т-133), выполняет роль конденсатора А вводя в полупроводник донорные или акцепторные примеси и дозируя их определенным образом, можно создавать в кристалле резисторы с самым разным сопротивлением Раньше других начали широко применяться так называемые гибридные интегральные схемы - в них значительная часть элементов образована различными тонкими пленками, а активные элементы - транзисторы и диоды - это бескорпусные приборы-песчинки, соединенные с пленками в нужных местах В гибридной схеме из металлических пленок образованы соединительные проводники и обкладки конденсаторов, между этими обкладками находятся пленки диэлектрика, в виде тонких пленок выполнены резисторы (Р-180). Создаются эти пленки напылением тончайших слоев нужных материалов через своего рода трафареты - маски с фигурными окнами. Постепенное совершенствование технологии позволило сделать следующий важный шаг - перейти к полупроводниковым интегральным схемам, где в одном кристалле создаются все элементы-транзисторы, резисторы, конденсаторы, соединительные цепи (Р-181) Существуют две основные группы полупроводниковых интегральных схем - с обычными биполярными транзисторами (этоуже знакомые нам приборы с коллектором, базой и эмиттером) и униполярными, или, как их иначе называют, полевыми, транзисторами Эти полупроводниковые приборы по принципу действия и особенно по некоторым характеристикам похожи на электронные лампы Так, например, у полевых транзисторов, как и у ламп, высокое входное сопротивление, их управляющий электрод-он называется уже не базой, а затвором,- подобно сетке, влияет на ток «без касания», своим электрическим полем, и не имеет прямого контакта с эмиттером и коллектором - у полевого транзистора они называются, соответственно, истоком и стоком На основе полевых (униполярных) транзисторов появился огромный класс интегральных схем типа МОП, что расшифровывается так металл - окисел - полупроводник (окисел является диэлектриком, и поэтому МОП-структуры иногда называют МДП металл-диэлектрик-полупроводник). Структуры МОП-основа большинства интегральных схем для вычислительной техники, и в то же время полевые МОП-транзисторы благодаря некоторым важным достоинствам, таким, например, как высокое входное сопротивление и низкий уровень шумов, выпускаются в виде отдельных усилительных приборов (С-15,К-18)
Знакомясь с конкретными интегральными схемами и их описанием в справочниках, кроме сокращений МДП и МОП, можно встретить и другие важные аббревиатуры, другие сокращения, такие, в частности, как ТТЛ - транзисторно-транзисторная логика, ЭСЛ - эмиттерно-связанная логика, КМОП - комплиментарные (дополняющие) МОП-структуры, ДТЛ - диод-транзисторная логика Мы не будем сейчас отвлекаться на эти подробности, а попробуем хотя бы в самых общих чертах познакомиться с существом дела - с устройством микросхем и технологией их изготовления
Представим себе полупроводниковую интегральную схему, для начала не очень сложную В тонкой пластинке кристаллического кремния создано несколько диодов и транзисторов - несколько микроскопических областей с примыкающими зонами р-п, п-р-п или р-п-р Еще раз подчеркнем - все это образовано в едином кристалле, в определенные его микроучастки были введены необходимые примеси и
Метки:Интегральные схемы, Микросхема, МОП-структура