-
ELEKTRONIKOS ĮTAISAI 2009
VGTU EF ESK [email protected]
1
Integriniai diodai
Integrinių diodų pn sandūros sudaromos formuojant dvipolių
integriniųgrandynų tranzistorius. Dažniausiai integriniuose
grandynuose kaip diodai naudojami tranzistoriniai dariniai.
Tokio integriniodiodo tiesiogin÷ įtampa mažai priklauso nuo per
jį tekančios srov÷s.
-
ELEKTRONIKOS ĮTAISAI 2009
VGTU EF ESK [email protected]
2
Integrinis diodas
-
ELEKTRONIKOS ĮTAISAI 2009
VGTU EF ESK [email protected]
3
Integriniai kondensatoriai
Dvipoliuose integriniuose grandynuose naudojami sandūriniai ir
MOP kondensatoriai.
Tokių kondensatorių lyginamoji talpa būna iki 150 -300 pF/mm2,
pramušimo įtampa – 30 -70 V. Kai naudojama emiterio sandūros talpa,
kondensatoriaus lyginamoji talpa būna didesn÷ (600 -1000 pF/mm2), o
pramušimo įtampa – žemesn÷ (5 - 8 V). Sandūriniai kondensatoriai
yra poliniai, jų talpa paprastai neviršija kelių šimtų pikofaradų,
talpos nuokrypis siekia (15 - 20) %.
-
ELEKTRONIKOS ĮTAISAI 2009
VGTU EF ESK [email protected]
4
MOP kondensatorius – tai plokščiasis kondensatorius, kuriame
vieno laidaus elektrodo vaidmenį atlieka n+ emiterio sritis, kito –
aliuminio sluoksnis. Kaip dielektrikas naudojamas plonas (iki 50 -
100 nm storio) silicio dioksido sluoksnis. Tokių MOP kondensatorių
lyginamoji talpa būna iki 400 - 600 pF/mm2, talpa gali siekti 500
pF, pramušimo įtampa esti iki 30 - 50 V, elektrin÷ kokyb÷ 20 -
80.
Jeigu vietoj silicio dioksido naudojamas silicio nitrido
dielektrinis sluoksnis, lyginamoji talpa siekia 800 - 1600 pF/mm2,
talpa – iki 1000 pF, elektrin÷ kokyb÷ esti nuo 20 iki 100.
Integriniai kondensatoriai
-
ELEKTRONIKOS ĮTAISAI 2009
VGTU EF ESK [email protected]
5
Planarusis kondensatorius Griovelinis kondensatorius
http://images.google.lt/imgres?imgurl=http://www.tf.uni-kiel.de/matwis/amat/elmat_en/kap_5/illustr/capacitor1.gif&imgrefurl=http://www.tf.uni-kiel.de/matwis/amat/elmat_en/kap_5/backbone/r5_1_4.html&h=160&w=480&sz=5&hl=lt&start=88&tbnid=yVk81RngIePOjM:&tbnh=43&tbnw=129&prev=/images%3Fq%3DIntegrated%2Bcapacitor%26start%3D80%26ndsp%3D20%26svnum%3D10%26hl%3Dlt%26sa%3DN
Integriniai kondensatoriai
MOP kondensatorių talpos sklaida irgi būna gana didel÷ – iki 20
%, tačiau talpa beveik nepriklauso nuo įtampos. MOP kondensatorių
taikymą riboja tai, kad dvipolių integrinių grandynų su MOP
kondensatoriais gamyba yra sud÷tingesn÷ – reikia papildomos
fotolitografijos ir papildomo oksidavimo plonam dielektriko
sluoksniui sudaryti.
-
Puslaidininkiniuose hibridiniuose
grandynuose naudojami pl÷veliniai
MDM (metalo-dielektriko-metalo)
struktūros kondensatoriai. Jų
elektrodai daromi iš aliuminio arba
tantalo. Kaip dielektrikas naudojamas
aliuminio oksidas Al2O3 arba tantalo
pentoksidas Ta2O5, pasižymintis
didesne dielektrine skvarba, tačiau
prastesn÷mis dažnin÷mis savyb÷mis.
Pl÷velinių kondensatorių privalumas –
mažesn÷ talpos sklaida, tačiau jiems
sudaryti, aišku, reikia papildomų
technologinių procesų.
ELEKTRONIKOS ĮTAISAI 2009
VGTU EF ESK [email protected]
6
Integriniai kondensatoriai
-
ELEKTRONIKOS ĮTAISAI 2009
VGTU EF ESK [email protected]
7
Integriniai rezistoriai
Dvipoliuose integriniuosegrandynuose dažniausiai naudojami
difuziniai rezistoriai.
Difuziniams rezistoriams sudaryti nereikia papildomų procesų.
Dažniausiai jiems naudojami p sluoksniai, sudaromi baz÷s difuzijos
metu.
Visi rezistoriai, kuriems naudojami p sluoksniai, gali būti
vienoje n izoliuotoje srityje. Siekiant geriau izoliuoti vieną
rezistorių nuo kito, prie izoliuotos srities, kurioje yra
rezistoriai, prijungiama didžiausioji teigiama integrinio
grandynomaitinimo įtampa.
-
ELEKTRONIKOS ĮTAISAI 2009
VGTU EF ESK [email protected]
8
http://www.necel.com/en/faq/faq_opcomp12.gif
Integrated transistor and resistor
-
ELEKTRONIKOS ĮTAISAI 2009
VGTU EF ESK [email protected]
9
Integrinis rezistorius
-
ELEKTRONIKOS ĮTAISAI 2009
VGTU EF ESK [email protected]
10
Integrinis rezistorius
-
ELEKTRONIKOS ĮTAISAI 2009
VGTU EF ESK [email protected]
11
Baz÷s sluoksnio kvadrato varža esti 100 - 300 Ω. Naudojant baz÷s
difuzinį sluoksnį, galima sudaryti rezistorius, kurių varža nuo 30
Ω iki 40 kΩ. Mažõs (3 -100 Ω) varžos rezistoriams naudojamas n+
difuzinis emiterio sluoksnis.
Integriniai rezistoriai
Didel÷s varžos rezistoriams naudojamas baz÷s sluoksnis, esantis
po emiterio sluoksniu. Tokių rezistorių varža siekia dešimtis
kiloomų. Didelę varžą pavyksta gauti tod÷l, kad baz÷s sluoksnis po
emiterio sluoksniu būna plonas ir priemaišų tankis jame mažas.
Tokie rezistoriai vadinami suspaustaisiais (angl. pinch
resistor).
-
Difuzinių rezistorių varžos sklaida gana didel÷ – varžos
nuokrypiai siekia (15 -20) %. Suspaustųjų rezistorių varžos
nuokrypiai dar didesni – iki 50 %.
Difuzinių rezistorių naudojimą didel÷s integracijos grandynuose
sunkina tai, kad jiems reikia daug vietos. Vienas 1 kΩ difuzinis
rezistorius gali užimti tokį kristalo plotą, kurio pakaktų
dešimčiai dvipolių tranzistorių. Siekiant sumažinti rezistorius,
jiems naudojami didel÷s varžos sluoksniai, sudaromi joninio
legiravimo būdu. Kai įmanoma, paprasti varžiniai elementai keičiami
tranzistoriniais dariniais.
Puslaidininkiniuose hibridiniuose grandynuose naudojami nichromo
arba tantalo pl÷veliniai rezistoriai. Šie rezistoriai tikslesni,
tačiau jiems sudaryti reikia papildomų technologinių procesų.
ELEKTRONIKOS ĮTAISAI 2009
VGTU EF ESK [email protected]
12
Integriniai rezistoriai
-
ELEKTRONIKOS ĮTAISAI 2009
VGTU EF ESK [email protected]
13
Didel÷s integracijos IG elementams sujungti panaudojami keli
laidininkų sluoksniai.
L03 - CMOS Technology
136.004 – Fall 2001 9/13/01
Multiple interconnect layers
Metal 2
M1/M2 via
Metal 1
Polysilicon
Diffusion
Mosfet (under polysilicon gate)
IBM photomicrograph (Si has been removed!)
-
ELEKTRONIKOS ĮTAISAI 2009
VGTU EF ESK [email protected]
14
Puslaidininkinio grandyno elementai dažniausiai sujungiami
laidžiaisiais aliuminio takeliais, sudarytais ant izoliacinio
silicio dioksido sluoksnio. Pastaruoju metu prad÷ti taikyti vario
laidininkai, kurių varža mažesn÷.
Siekiant sumažinti parazitines talpas taikomi dielektrikai su
mažesne dielektrine skvarba.
Kartais laidininkų sluoksnių skaičių galima sumažinti
panaudojant po silicio dioksido sluoksniu suformuotas tunelines
junges.
Laidininkai
-
ELEKTRONIKOS ĮTAISAI 2009
VGTU EF ESK [email protected]
15
Šios jung÷s panašios į difuzinius rezistorius, kuriems panaudoti
n+ sluoksniai. Jų varža esti 3 - 5 Ω.
Tunelin÷ms jung÷ms reikia izoliuotų sričių, kurios užima nemažai
vietos.
Tunelin÷s jung÷s
-
ELEKTRONIKOS ĮTAISAI 2009
VGTU EF ESK [email protected]
16
Tunelin÷ jung÷
-
ELEKTRONIKOS ĮTAISAI 2007
VGTU Elektronikos fakultetas [email protected]
Tunelin÷ jung÷
-
ELEKTRONIKOS ĮTAISAI 2009
VGTU EF ESK [email protected]
18
Tunelin÷ jung÷
-
ELEKTRONIKOS ĮTAISAI 2009
VGTU EF ESK [email protected]
19
Kristalo luste sudarytai grandinei sujungti su integrinio
grandynokorpuso išvadais naudojamos kontaktin÷s aikštel÷s, kurios
sudaromos kartu su laidžiaisiais takeliais. Darant sujungimus gali
būti pažeistas silicio dioksido sluoksnis. Tod÷l, siekiant išvengti
kontaktin÷s aikštel÷s trumpojo jungimosi su grandyno pagrindu, po
ja sudaroma izoliuota sritis.Izoliuota sritis nereikalinga po
kontaktine aikštele, prie kurios jungiama didžiausioji neigiama
integrinio grandyno maitinimo įtampa. Kad grandyno elementai būtų
geriau izoliuoti, ši įtampa per angą izoliaciniame silicio dioksido
sluoksnyje prijungiama prie p pagrindo.
Kontaktin÷s aikštel÷s
-
ELEKTRONIKOS ĮTAISAI 2009
VGTU EF ESK [email protected]
20
http://www.answers.com/topic/integrated-circuit
-
ELEKTRONIKOS ĮTAISAI 2009
VGTU EF ESK [email protected]
21