62
nun ümumi tutumu 256 kilobayt olub, Azad Çeşidli Dinamik
Yaddaş Qurğusu adlanırdı (şəkil 3.1). Toplayıcı kondensator
ikilaylı silisium nitrid dielektrikindən ibarət idi. Dielektrik
silisium nitrid silisium oksid üzərində termik yolla alınmışdı.
Nitridin dielektrik sabiti (
5
,
7
=
ε
) oksidinkindən (
9
,
3
=
ε
)
böyük olduğuna görə vahid sahəyə düşən tutum da böyük
olurdu. Kiçik sahədə çoxlu yüklərin yığılması, məlumatın
sıxlığını daha da artırırdı. Şəkil 3.1‐də alüminium təbəqə (1),
çətin əriyən silisid təbəqə (2), polisilisiumlu kondensatorun üst
qatı (3), dioksid silisiumlu dielektrik altlıqdır (4). Qurğunun
çatışmazlığı ondan ibarət idi ki, orada yazılan məlumat elektrik
mənbəyi kəsildikdə yox olurdu. Yaddaş qurğusunun təkmil‐
ləşdirilməsi üzərində işlər davam edirdi. Odur ki, müəyyən
müddətdən sonra İntel firmasının əməkdaşı Froman‐Benç‐
kovski 1971‐ci ildə qidalandırıcıdan asılı olmadan pozulmayan
proqramlı məlumat yaddaş qurğusunu ixtira etdi.
Şəkil 3.1. Dinamik yaddaş qurğusunun sxematik təsviri. 1 –
alüminium təbəqə, 2 – çətin əriyən silisid, 3 – polisilisiumlu
kondensatorun üst qatı, 4 – silisium dioksid dielektriki.
14 mkm
P
SiO
2
Si
3
N
4
n
+
n
+
4
3
2
1
63
İBM firmasının əməkdaşı Dennard da mikrosxemlərin
təkmilləşdirilməsi ilə məşğul olurdu. Mikrosxemlərin layihə‐
ləşdirilməsi üsulunun hazırlaması onun ən böyük xidməti idi.
Dennard göstərdi ki, tranzistorun volt‐amper xarakteristika‐
sını (VAX) pozmadan onun ölçüsünü kiçiltmək mümkündür.
Bu layihələndirmə üsulu sonradan miqyaslaşdırılma qanunu
adlandırıldı. Beləliklə, gündən‐günə təkmilləşdirilən mikro‐
sxemlər sənayedə öz yerini tapdıqca, mikroelektronikanın
inkişafına zəmin yaranırdı.
§3.2. Mikrotexnologiyanın yaranmasının
ilkin şəraiti və inkişafı
Mikrotexnologiyanın meydana gəlməsi. Sahə tranzistorla‐
rının ixtira edilməsi kiçik həcmli elektron hesablama maşın‐
larının (EHM) yaranmasına imkan yaratdı. Onların əsasında
aviasiya və kosmos texnikasında idarəetmə kabinəsində elek‐
tron qurğuları tətbiq edildi. Həmin qurğularda minlərlə müx‐
təlif növ radio elementləri istifadə olunurdu və onların sayı
günbəgün artırdı. Radio elementlərinin sayının artması prakti‐
ki çətinliklər törədirdi. Hətta çoxlu sayda olan elementlərin
normal işləməsi sual altında idi. Çünki ən təcrübəli ustalar belə,
hər 1000 lehimdə bir‐neçə səhv buraxırdılar və buraxılan
səhvlər hesabına sxemlərdə elektrik boşalmaları baş verir,
sxemlər sıradan çıxırdı. Qüsurların aradan qaldırılması böyük
vaxt və zəhmət tələb edirdi. Radioqurğuların etibarlılığı və işə
dözümlülüyü problem olaraq qalırdı. Uzun müddətli araş‐
dırmalardan sonra bu problemlərin həlli üçün sxemlərin hissə‐
hissə hazırlanaraq birləşdirilməsi təklifi meydana çıxdı.
Bununla da mikroelektronikanın təməli qoyuldu.
64
Gələcək mikrosxemlər çap plataları üzərində yığılırdı
(plata – dielektrik üzərində basılmış nazik mis lövhələrdir) və
kütləvi şəkildə hazırlanırdı. Tətbiq edilən yeganə yenilik
naqilin formasının dəyişdirilməsi idi. Basılmış plataların
tətbiqi miniatürləşmə problemini həll etmirdi, lakin mikro‐
sxemlərin etibarlılığına təminat verirdi. Basılmış plataların
texnologiyası ancaq passiv element olan naqildən istifadə
etməyə imkan verirdi. Ona görə də çaplanmış platalar
inteqral mikrosxemlərə çevrilmədi.
Ötən əsrin 60‐cı illərində tədqiqat işlərinin əsas istiqaməti
nazik təbəqəli aktiv elementlərin yaradılmasına yönəlmişdi.
Lakin yüksək məhsuldarlıqla işləyə bilən tranzistorlar olma‐
dığından, hibrid inteqral sxemlərdə (HİS) – asılı vəziyyətdə
yerləşdirilmiş aktiv elementlərdən istifadə edilirdi. Artıq
inteqral mikrosxemlər üçün yarımkeçirici materiallardan
ibarət diskret tranzistorlar və rezistorlar hazırlanırdı, konden‐
sator əvəzinə p‐n keçidin əks tutumundan və rezistorlar
əvəzinə isə kristal yarımkeçirici kontaktının omik xassəsindən
istifadə edilirdi. Bütün bunlardan sonra problem həmin
elementlərin bir qurğu üzərində yerləşdirilməsi idi.
Mikroelektronikanın əsas inkişaf texnologiyası. Mikro‐
elektronikanın inkişafı mikrotexnologiyanın səviyyəsi ilə
müəyyən edilir. Mikrotexnologiyanın əsas sahələrindən biri
planar texnologiyadır. Planar texnologiyanın vəzifəsi – müx‐
təlif elektrik xarakteristikalı materiallardan hazırlanacaq
elektron sxemləri üçün nazik təbəqələrin şəklini yaratmaqdır.
Planar texnologiya qrup şəkilli xarakterə malikdir. Yəni bir
texnoloji prosesdə müstəvi səthdə bir‐neçə yarımkeçirici sxem
almaq mümkündür.
Nazik təbəqələrin alınmasının texnoloji prosesləri.
65
1) Epitaksiya – prosesində nazik təbəqələr kristal altlıq
üzərində elə alınır ki, onun strukturu altlığın kristal oriyen‐
tasiyasını tamamilə təkrar edir. Epitaksiya texnologiyasının
üstünlüyü ondan ibarətdir ki, bu üsulla təmiz təbəqə almaqla
yanaşı, həm də aşqarlama dərəcəsini tənzimləmək mümkün
olur. Nazik təbəqənin alınmasında üç tip epitaksiya‐ qaz,
maye və molekulyar üsullar tətbiq edilirdi.
Qazla epitaksiya halında müəyyən konsentrasiyalı
hidrogenlə silisium 4‐xlor qarışığı (SiCl
4
+H
2
), içərisində qrafit
(şəkil 3.2 (1)) altlıq üzərində silisium təbəqəsi (şəkil 3.2 (2))
yerləşdirilmiş reaktordan buraxılır. Sonra induksiya qız‐
dırıcısının (şəkil 3.2 (3)) köməyi ilə qrafit 1000°C‐dən yüksək
temperaturlarda qızdırılır. Seçilən temperatur, kristal qəfəsin‐
də atomların düzgün oriyentasiyasını və monokristal təbəqə‐
nin alınmasını təmin edir. Proses aşağıdakı dönən reaksiya
əsasında baş verir:
HCl
4
Si
H
2
SiCl
2
4
+
↔
+
.
Şəkil 3.2. Nazik təbəqə almaq üçün istifadə olunan buxar
reaktoru. 1 – qrafit altlıq, 2 – silisium təbəqə, 3 – in‐
duksiya qızdırıcısı
3
2
1
СиЪл
4
+Щ
2