LUSTU PROJEKTAVIMAS. Koliokvumo konspektas

Ištrauka

LUSTU PROJEKTAVIMAS KOLIS

1. NUO MIKROELEKTRONIKOS PRIE NANOELEKTRONIKOS
1.1. Pirmasis tranzistorius
1940m. amerikiečių Bello Laboratorijos chemikas R.Ohlis bandydamas sukurti radarui skirtą
mikrobangų detektorių netyčia pastebėjo, kad tarp dviejų skirtingai priemaišomis legiruotų silicio gabalo
dalių, įjungus ant stalo stovėjusią lempą atsirado elektros įtampa.
Šitaip buvo atrastas svarbiausias puslaidininkinių prietaisų elementas - vadinamoji p-n sandūra ir
pirmasis šią sandūrą naudojantis prietaisas - saulės elementas.
Tranzistorius atsirado 1947 m. gruodžio 16 d. po vieno sėkmingo Johno Bardeeno ir Williamo Brataino
bandymo. Tas atradimas buvo gana atsitiktinis; abu ruošėsi patikrinti visai kitą hipotezę, bet netyčia
prijungė prie kristalo vielytės taip, kad kristalas ėmė stiprinti juo tekančią elektros srovę.
1.2. Pirmieji integriniai grandynai
1959m. S.Kilby dirbęs TI, išvystė monolitinio integrinio grandyno idėją. Tais pačiais metais pateikė
išradimų paraiškas pirmiesiems integriniams grandynams.
1961m. JAV Fairchild bendrovėje buvo sukurta pirmoji silicio planarioji technologija ir pagamintas
mažo integracijos laipsnio integrinis grandynas.
1962: RCA (Radio Corporation of America) sukūrė pirmuosius MOP lauko tranzistorius.
1.3. Pirmasis mikroprocesorius.
Pirmasis mikroprocesorius “Intel 4004”, iš kurio išsirutuliojo pagrindiniai šiuolaikiniai kompiuterių
procesoriai, buvo sukurtas ir pagamintas 1971 metų lapkričio mėnesį.
1.4. Integrinių grandynų evoliucija

1.5. Mūro dėsnis
Tranzistorių skaičius mikroschemoje padvigubėja kas 18 mėnesių, tai yra kiekvienais metais padidėja 60%.
Ekonomikos terminais tariant, tą patį darbą atliekančių mikroprocesorių kaina per šį laikotarpį turėtų
sumažėti dvigubai.

1.6. Anglies nanovamzdeliai
Nanovamzdelis – tai iš daugiau kaip milijono anglies atomų sudaryta vamzdelio, kurio skersmuo apie
vienas nanometras ir kelių dešimčių mikronų ilgio, pobūdžio molekulė. Šilumą praleidžia kur kas geriau
nei deimantas. 50 kartų stipresnis už plieną bet 2 kartus lengvesnis už aliuminį.

2. Terminologija. Puslaidininkinės plokštelės.

2.1. Elektronika
Elektronika - mokslo ir technikos šaka, tirianti ir praktiškai naudojanti elektros krūvininkų judėjimo
reiškinius, vykstančius vakuume, dujose, skysčiuose ir kietuose kūnuose.
Mikroelektronika - tai elektronikos sritis, apimanti mikroelektronikos įtaisų mokslinius tyrimus,
konstravimą, gamybą ir pritaikymą. Mikroelektronikos įtaisas yra didelį integracijos laipsnį turintis
elektronikos įtaisas.
Nanoelektronika – tai elektronikos sritis, kuri tiria, projektuoja bei gamina įtaisus, objektus, kurių
matmenys yra mažesni nei 100nm, kai toks matmenų dydis yra kritinis pagrindiniam įtaiso, objekto
taikymo tikslui. Tyrimų objektas: 1- 100nm dydžio.
Integriniu grandynu vadinamas mikroelektronikos gaminys, skirtas signalų keitimui ir apdorojimui,
turintis didelį elementų arba elementų ir komponentų sutalpinimo tankį, kurie tarp savęs yra elektriškai
sujungti. Integrinio grandyno visi elementai ir komponentai pirkimo, pardavimo, bandymų,
panaudojimo ir kt. požiūriu sudaro nedalomą visumą.
Integrinio grandyno elementu vadinama jo dalis, realizuojanti kokios nors paprasto įtaiso
(tranzistoriaus, diodo, rezistoriaus ir kt.) funkciją. Elemento neįmanoma atskirti nuo mikroschemos ir atskirai naudoti.
Integrinio grandyno elementų konstrukcijų dalys juos gaminant (angos okside, bazės, emiterio ir kt.
sritys ir panašiai) vadinamos technologinėmis struktūromis.
Integrinio grandyno komponentu vadinama jo dalis, atliekanti kokio nors elemento funkciją. Tačiau ši
dalis prieš montuojant buvo atskiras gaminys.

Integrinių grandynų gamybos būdai:
Sluoksninis integrinis grandynas – tai tokia mikroschema, kurios visi elementai ir jų sujungimai
sudaryti iš sluoksnių, padengtų ant dielektriko padėklo. Kai sluoksnių storiai mažesnį kaip 1µm,
mikroschemos vadinamos plonasluoksnėmis, o kai didesni kaip 1µm – storasluoksnėmis.
Plėveliniai rezistoriai gaminami, naudojant plonaplėvę technologiją, formuojant metalines plėveles ant
izoliacinio sluoksnio. Šiuo atveju naudojama vakuuminė arba plazminė plonų sluoksnių gamybos technologijos....