ердотільної електроніки, ЕОМ на малих мікросхемах - фахівці з логічного проектування, ЕОМ на великих інтегральних мікросхемах - фахівці з системотехніці.
1.2 Кремній і вуглець як основні матеріали технічних і живих систем
Кремній був єдиним матеріалом, який розкрив потенціал твердотільної інтегральної схемотехніки, і він залишається практично єдиною основою планарної технології до теперішнього часу. Незважаючи на різноманіття нових матеріалів і нових принципів, кремній і сьогодні широко використовується.
Серед напівпровідників у кремнію є єдиний серйозний суперник - арсенід галію. Маючи більш високою рухливістю носіїв, GaAs дозволяє досягти в 5 разів більш високих меж швидкодії. Напівізолюючих арсенід галію відкриває шлях до ефективної внутрішньосхемною ізоляції, а як наслідок - до більш низької потужності розсіювання, ніж у кремнію. Кремній не дозволяє реалізувати випромінюючі діоди, але він забезпечує Фотоприймальні системами весь видимий і близький ІЧ-діапазони.
Нарешті, існує ще два сильні чинники: доступність матеріалу і його нетоксичність для людини. Кремній повністю задовольняє обом критеріям. Наведемо дані поширеності в земній корі найбільш часто використовуваних матеріалів мікроелектроніки: Si - 26,0%, Al - 7,45%, C - 0,35%, P - 0,12%, Gd - 7,5 в€™ 10-4%, As - 5 в€™ 10-4%, Ge - 4 в€™ 10-4%, Ga - 1 в€™ 10-4%.
І так, сьогодні монокристалічний кремній - основа активної структури НВІС, полікремній - зв'язку і опору, окисел і нітрид кремнію - ідеальні діелектрики, а також оптичні хвилеводи. Кремній використовується для чутливих датчиків тиску.
Кремній і вуглець знаходяться в 4 групі періодичної системи. Вуглець служить основою життя біосистем, а кремній основою "життя" кристалічних інформаційних систем. Таким чином мислячі C-системи доповнюють себе швидкодіючими Si-системами. br/>
2. Основні матеріали мікроелектроніки
2.1 Фізична природа властивостей твердих тіл
Бурхливий розвиток радіоелектронної апаратури не могло відбуватися без істотного поліпшення її параметрів. У радіоелектроніки та електронної техніки з'явилася нове, успішно розвивається напрямок - мікроелектроніка. За порівняно короткий історичний відрізок часу (перший транзистор був виготовлений в 1948 році, перша інтегральна схема - в 1958 році) мікроелектроніка стала провідним напрямком, визначальним прогрес у розвитку радіоелектронної апаратури.
Твердотільна електроніка - це новий науково-технічний напрям, який за допомогою фізичних, хімічних, схемотехнічних і технологічних методів і прийомів вирішує проблему створення високонадійних електронних пристроїв.
В якості основних конструкційних матеріалів в мікроелектроніці використовуються напівпровідники, метали і діелектрики. Історично відмінності між металами, напівпровідниками і діелектриками пов'язувалося з особливостями електропровідності цих тіл. До металам відносили речовини, що мають питому провідність, вимірювану величинами порядку 104 (Ом в€™ см) -1. Речовини, що мають питому провідність в межах 10-7 (Ом в€™ см) -1 і меншу, відносили до діелектриків. Всі матеріали, які мали питому провідність в межах 104 Г· 10-7 (Ом в€™ см) -1, вважалися напівпровідниками. З фізичної точки зору таке визначення не є досить точним. Наприклад, за допомогою введення домішок можна збільшити електропровідність напівпровідників на кілька порядків, зробивши її за величиною сумірною з провідністю металів, але при цьому вони не стануть металами. Від металів напівпровідники відрізняються не величиною, а характером залежності питомої електричної провідності, перш все, від температури.
2.2 Іонні і електронні напівпровідники
У природі існує два типи напівпровідникових речовин: іонні напівпровідники та електронні напівпровідники.
В
Рис. 2.1. Освіта двокомпонентних напівпровідників
Сьогодні іонні напівпровідники не набули широкого поширення в техніці, так як при проходженні через них електричного струму змінюється їх склад, структура і форма.
До електронних напівпровідників відносяться величезна кількість самих різних речовин. Так як в цих речовинах струм переноситься електронами, то при проходженні не відбувається перенесення речовини і прилади можуть експлуатуватися тривалий час. До числа цих напівпровідників відносяться 13 простих речовин: бор B, вуглець C, кремній Si, фосфор P, сірка S, германій Ge, миш'як As, сіре олово Sn, сурма Sb, вісмут Bi, селен Se, телур Te, йод J. До них відносяться і ряд бінарних сполук типу AXBVIII-X, де A - елемент групи X, а B - елемент групи VIII-X (рис. 1.1). Такі сполуки як AgCl, CuBr, KBr, LiF та ін типу AIBVII ще не знайшли широкого застосування.
Найближчим час будуть застосовані з'єднання типу AIIBVI, серед яких в першу чергу CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnO, ZnSe, HgTe, HgSe. Їх властивості зараз і...
