14-04-2020-СОВР-ТЕХНОЛОГИИ-ПРОИЗВ-РЭА-ТРЕТЬЯКОВ (1171921), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Различныесувениры, миниатюрные стенды и компактные табло, украшаютсясветодиодной символикой.6. Эстетичность Светодиоды, в отличие от ламп с неоном, имеют практическинеограниченные возможности при изменении спектрами, Плавные инезаметные для глаза световые переходы от пика к пику отличаютсявыразительностью, и превосходят другие источники света. Цветодинамика,характерная для светодиодных модулей, способна удовлетворить требованиясамого требовательного дизайнера.Изменение спектра имеет и экологическое значение. Чувствительностьрастений и человеческого глаза не совпадают: те спектры, которые комфортныдля нашего глаза, часто дискомфортны для растений, и наоборот. Зональноеиспользование различных светодиодных «цепочек» в тех интерьерах, гдеодновременно пребывают и растения, и человек, “снимают” эту проблему.26Недостатки светодиодов:1.Высокая стоимость – главный недостаток по сравнению с лампаминакаливания и неоновыми трубками различных типов. На изготовлениеобъемной буквы со светодиодной подсветкой в полтора - два раза вышестоимости неонового изделия аналогичной яркости.
Однако производители повсему миру продолжают наращивать мощности по изготовлению светодиодов,и цены на данные источники света неуклонно понижаются.2.Также недостатком при использовании светодиодов в конструированииобъемных букв средних и крупных размеров можно считать их малые габариты,из-за которых требуется объединять многочисленные отдельные светодиоды вгруппы. Чтобы обеспечить яркий и красочный свет, мгновенно привлекающийвнимание потребителя, требуется большое количество светодиодов.Специалисты подчеркивают, что в ближайшие несколько лет цены насветодиоды упадут до уровня, при котором готовые изделия из них будутстоить дешевле неоновых. Уже сейчас доступны светодиодные комплекты длявнутренней подсветки элементов оформления зданий и наружной рекламы, чтозначительно упрощает технологию и снижает трудоемкость производстваобъемных букв.
В этом случае необходимости в квалифицированной работе снеоном, электропроводкой высоковольтных проводов для подключениягазоразрядных трубок и мерах для предотвращения ошибок, ведущих кперегоранию источников света, нет.2.6. ТранзисторыТранзистор (от англ. transfer - переносить и resistor - сопротивление) —трёхэлектродный полупроводниковый электронный прибор, в котором ток вцепи двух электродов управляется третьим электродом. Управление тока ввыходной цепи осуществляется за счет изменения входного тока в биполярномтранзисторе, либо входного напряжения в МОП (металл-окиселполупроводник) транзисторе. Это усилительное свойство транзисторовиспользуется в аналоговой технике (аналоговые ТВ, радио, связь и т.п.).Другим важнейшим применением транзисторов является цифровая техника(логика, память, процессоры, компьютеры, цифровая связь и т.п.) (рис.
8.28).Вся современная цифровая техника основана на МОП (металл-окиселполупроводник) транзисторах (МОПТ). Иногда их называют МДП (металлдиэлектрик-полупроводник) транзисторы. Транзисторы изготавливаются врамках интегральной технологии на одном кремниевом кристалле (чипе) исоставляют элементарный "кирпичик" для построения памяти, процессора,логики и т.п.Размеры современных МОПТ (рис.2.18) составляют от 130 до 60нанометров.
Это одна десятитысячная часть миллиметра. На одном чипе(обычно размером 1-2 квадратных сантиметров) размещаются десяткимиллионов МОПТ. На протяжении десятков лет происходит уменьшениеразмеров (миниатюризация) МОПТ и увеличение их количества на одном чипе(степень интеграции), в ближайшие годы ожидается увеличение степениинтеграции до сотен миллионов транзисторов на чипе.
Уменьшение размеров27МОПТ приводит также к повышению быстродействия процессоров (тактовойчастоты). Каждую секунду сегодня в мире изготавливается полмиллиарда МОПтранзисторов.Рис. 2.18. современные МОПТОбозначения транзисторов разных типов приведены в таблице 8.1.Таблица 8.1ПолевыеБиполярныеp-n-pКаналp-типаn-p-nКаналn-типаНа рис.2.19.
представлены стадии изготовления транзисторов.28Рис.2.19. Стадии изготовления транзисторовГде: а — исходная пластина; б — после первого окисления; в — послепервой фотолитографической обработки; г — после создания базовой области ивторого окисления; д — после второй фотолитографической обработки; е —после создания эмиттерной области и третьего окисления; ж — после третьейфотолитографической обработки; з — после металлизации; 1 — исходныйкремний с электропроводностью n-типа; 2 — маскирующая плёнка двуокисикремния; 3 — базовая область; 4 — эмиттерная область; 5 — металлическаяплёнка (контакты).2.7.
Транзисторы из полимерных материаловРазработанный в исследовательском центре Xerox материал представляетсобой полимер на основе тиофена. Важнейшей его особенностью является то,что он устойчив к воздействию кислорода воздуха, тогда как большинстводругих органических полимерных полупроводников теряют под его действиемсвои свойства. Добиться большей стабильности своего полимера удалось засчет подробного анализа функций различных структурных элементовполимера.
В результате был получен материал с замечательным наборомсвойств. Подвижность электрона в нем составляет 0,12 см2 на вольт в секунду.Еще одно преимущество новой разработки Xerox заключается в том, что сборкатранзисторов из нового материала возможна при помощи достаточно простойтехнологии в обычных условиях (рис. 2.20). Не требуется никаких повышенныхтемператур, сверхчистых помещений и т.д. На практике новый материал можноиспользовать в самых различных областях: от электронных меток для товаров вмагазинах до гибких компьютерных дисплеев.
Но к практическомуприменению новых разработок Xerox пока не приступал.Рис. 2.20. Пластиковый транзисторПластиковые транзисторы будут прежде всего использоваться длясоздания легких и гибких дисплеев компьютеров и экранов телевизоров.29Транзисторы могут накладываться друг на друга, образуя вертикальные стопки.Возможно также производство светодиодов, слои которых могут налагаться наслой полимерных транзисторов.3. Технология изготовления тонкопленочных интегральных микросхемИз физики тонких пленок известно, что их свойства существенноотличаются от свойств массивных материалов. Разница обусловлена тем, чтоповерхностные молекулы или внешние атомы слоя вследствие ихпотенциального положения на граничной поверхности тела при действииокружающей среды обнаруживают особые свойства, которые не проявляютсявнутри массивного тела.
В тонких слоях приобретают большое значениеповерхностные эффекты. На практике используются слои, в которыходиночные кристаллы намного меньше толщины слоя, их размеры повторяютсяот слоя к слою, а на границе зерен не встречаются дополнительные дефекты3.1 Классификация и назначение интегральных микросхемИнтегральная (микро) схема (ИС, ИМС, МС) — микроэлектронноеустройство — электронная схема произвольной сложности, изготовленная наполупроводниковом кристалле (или плёнке) и помещенная в неразборныйкорпус (рис.
8.33). Часто под интегральной схемой (ИС) понимают собственнокристалл или плёнку с электронной схемой, а под микросхемой (МС) — ИС,заключённую в корпус.30Рис. 3.1. Современная интегральная микросхемаИнтегральные микросхемы (ИМС) можно разбить на два больших класса.К первому классу относятся монолитные ИМС, все элементы которыхвыполняются на одной общей подложке (обычно кремниевой). Ко второмуклассу относятся гибридные ИМС, в которых на общей подложке (обычнодиэлектрической) групповым способом изготавливают пассивные элементы, а вкачестве активных элементов используют навесные бескорпусные транзисторы,выполненные на отдельных полупроводниковых кристаллах.По степени интеграции: названия микросхем в зависимости от степениинтеграции (в скобках указано количество элементов для цифровых схем):-МИС — малая интегральная схема (до 100 элементов в кристалле);-СИС — средняя интегральная схема (до 1 000);-БИС — большая интегральная схема (до 10 000);-СБИС — сверхбольшая интегральная схема (до 1 миллиона);-УБИС — ультрабольшая интегральная схема (до 1 миллиарда);-ГБИС — гигабольшие (более 1 миллиарда).В настоящее время название ГБИС практически не используется(например, последние версии настольных процессоров содержат поканесколько сотен миллионов транзисторов), и все схемы с числом элементов,превышающим 10 000, относят к классу СБИС, считая УБИС его подклассом.По технологии изготовления: полупроводниковые микросхемы —монолитные ИМС, все элементы и межэлементные соединения которыхвыполнены в объеме и на поверхности полупроводника (например, кремния,германия,арсенидагаллия).Изготавливаютизособочистыхполупроводниковых материалов (обычно кремний, германий), в которыхперестраивают саму решётку кристаллов так, что отдельные области кристалластановятся элементами сложной схемы.
Маленькая пластинка изкристаллического материала размерами ~1 мм2 превращается в сложнейшийэлектронный прибор, эквивалентный радиотехническому блоку из 50-100 и31более обычных деталей. Он способен усиливать или генерировать сигналы ивыполнять многие другие радиотехнические функции.Пленочная микросхема — все элементы и межэлементные соединениявыполнены в виде пленок:-толстоплёночная интегральная схема;-тонкоплёночная интегральная схема.Создаются путём осаждения при низком давлении различных материалов ввиде тонких (толщиною < 1 мкм) или толстых (толщиной > 1 мкм) плёнок нанагретую до определённой температуры полированную подложку (обычно изкерамики).
В качестве материалов применяют алюминий, золото, титан,нихром, окись тантала, моноокись кремния, титанат бария, окись олова и др.Для получения ИС с определёнными функциями создаются тонкоплёночныемногослойные структуры осаждением на подложку через различные маски(трафареты) материалов с необходимыми свойствами. В таких структурах одиниз слоев содержит микрорезисторы, другой - микроконденсаторы, несколькоследующих - соединительные проводники тока и другие элементы. Всеэлементы в слоях имеют между собой связи, характерные для конкретныхрадиотехнических устройств.Совмещенная микросхема - монолитные ИМС, при изготовлении которыхнаряду с полупроводниковыми элементами используют и пленочные.Монолитные ИМС в наибольшей степени удовлетворяют требованияммассового производства ИМС с высокой степенью интеграции, характеристикикоторых не критичны к разбросу параметров пассивных элементов, ихтемпературной нестабильности и влиянию паразитных связей.
По этойтехнологии изготавливают большинство цифровых ИМС, которыеприменяются в ЭВМ, и многофункциональные аналоговые ИМС. Широкомураспространению монолитных ИМС способствует их невысокая стоимость.Однако это имеет место при выпуске ИМС в большом количестве.Производство монолитных ИМС связано с существенными затратами надорогостоящее оборудование, разработку и проектирование самих ИМС,изготовление набора масок, наладку технологической линии, подготовкуконтрольно-измерительной аппаратуры. Но так как большинство операций повыпуску монолитных ИМС автоматизировано, то само производствооказывается недорогим и при большом объеме выпуска продукции легкоокупаются все затраты. Монолитные ИМС обладают высокой надежностью изза пассивации элементов в процессе производства и сравнительно малого числасварных соединений, представляющих собой одну из основных причин отказовИМС.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
