Mikroelektronika elektronikanın yeni tipli cihazların —inteqral mikrosxemlərin tədqiqi, işlənib hazırlanması və tətbiqini əhatə edən bir bölməsidir.
Mikroelektronika elektron qurğularının etibarlığının artırılması, kütləsinin, ölçülərinin və maya dəyərinin azaldılması problemlərini həll edir.
Mikroelektronikanın əsasını elektron komponentlərin inteqralprinsiplə hazırlanması və tətbiq edilməsi təşkil edir. Burada hər bir komponent ayrıca götürülmüş tranzistor, diod, rezistor, və s. deyil, onların bir-birindən ayrılmaz birləşməsidir. Belə birləşmə elektron aparatının hər hansı qovşağı, bloku və ya qurğusu ola bilər. Ona görə də mikro- elektronikanın komponentlərinə inteqral mikrosxem və ya sadəcə olaraq mikrosxem deyilir.
inteqral mikrosxem müəyyən məlumat çevrilməsi funksiyasını yerinə yetirən vahid daşıyıcı konstruksiya-altlıq üzərində vahid texnoloji dövrdə (eyni vaxtda) hazırlanan bir neçə qarşılıqlı birləşmiş komponentlər (diodlar, tranzis- torlar, rezistorlar, kondensatorlar) toplusuna deyilir.
Əgər inteqral mikrosxemin tərkibinə yalnız eyni tipli komponentlər (yalnız diodlar, yalnız tranzistorlar və s.) daxil olarsa, onu həmin komponentlərin yığımı adlandırırlar.
inteqral sxem termini ayrı-ayrı komponentlərin birləşməsini (inteqrasiyasını) və həm də ayrı-ayrı komponentlərə nisbətən qurğunun yerinə yetirdiyi funksiyaların mürəkkəbləşməsini əks etdirir.
Inteqral sxemin tərkibinə daxil olan və buna görə də ondan müstəqil məmulat kimi ayrıla bilməyən komponentlərinə inteqral elementlər və ya inteqral sxemin elementləri deyilir. Onları adi tranzistorlardan, rezistorlardan və s fərqləndirən cəlıət odur ki, adi elementlər ayrı-ayrı konstruktiv vahidlər kimi hazırlanır və bundan sonra qalaylamaq yolu ilə sxemə birləşdirilir. Bu elementlərə diskret komponentlər, onların əsasında qurulan elektron sxemlərinə isə diskret sxemlər deyilir.
Elektronikanın inkişafı prosesində elektron aparatının yerinə yetirdiyi funksiyaların aramsız mürəkkəbləşməsi, sxemlərin etibarlılığının artırılması, kütləsinin, ölçülərinin, gücünün və maya dəyərinin azaldılması zərurəti yeni element bazası yaratmaq məsələsini qarşıya çıxarmış və inteqral sxemlərin yaranmasına təkan vermişdir.
inteqral sxemlərin hazırlanmasının əsasını 50-ci illərin axırında diskret tranzistorların hazırlanmasında istifadə edilən qrup üsulu və planar texnologiya təşkil edir.
Komponentlərin bir altlıq üzərində texnoloji inteqrasiyası ideyası məhz tranzistorların qrup üsulu ilə hazırlanmasından irəli gəlmişdir. Qrup üsulunda 25—40 mm diametrli silisium və ya germanium lövhəsinin üzərində bərabər paylanmış çoxlu tranzistor eyni vaxtda hazırlanır (şəkil 10.1 a). Sonra lövhə üfüqi və şaquli surətdə yüzlərlə ayrı- ayrı, hərəsi bir tranzistordan ibarət kristallara bölünür (şəkil lO.lb). Daha sonra kristallar xarici çıxışları olan gövdəyə yerləşdirilir və istifadə üçün sifarişçiyə göndərilir (şəkil lO.lc). Sifarişçi ayrı-ayrı komponentləri biri-biri ilə qalaylamaqla birləşdirir və funksional qovşaq (gücləndirici, yaddaş qurğusunun yuvasını və s.) əldə edir.
İnteqrasiya ideyası ondan ibarətdir ki, ilkin ayrı-ayrı tranzistorlar əvəzinə eyni zamanda bir çox “komplektlər” hazırlanır. Bu “komplektlərin ” hər biri funksional qovşağı qurmaq üçün tələb olunan komponentlərdən - diodlardan, tranzistorlardan, rezistorlardan və s. ibarət olur (şəkil 10.2a). Bu komponentlər bir-birilə məftillərlə və qalayla yox, lövhənin səthinə “üfürülmüş” nazik qısa metal zolaqlarla. birləşdirilir. Beləliklə, hər “komplekt” hazır inteqral sxemdən ibarət olur (şəkil 10.2b). Lövhənin səthində bərabər paylanmış inteqral sxemlər ayrı-ayrı kristallara bölünür və gövdələrə yerləşdirilir (şəkil 10.2c). Bu halda konstruktiv cəhətdən vahid elektron cihazı şəklində hazır funksional qovşaq alınmış olur.
Elementləri bir-biri ilə nazik metal zolaqlarla birləşdirmək üçün elektrodların hamısının çıxışı bir müstəvidə —lövhənin səthində yerləşməlidir. Belə imkanı xüsusi planar texnologiya yaradır. Təbiidir ki, qrup üsulu ilə birlikdə mikroelektronika planör texnologiyam da inteqral sxemlərin hazırlanmasında istifadə etmişdir.
Göründüyü kimi inteqral sxemlər əsasında elektron aparatları işlənib hazırlanarkən cihazın etibarlılığını azaldan çoxlu qalaylanan birləşmələr aradan çıxır, hər elementin gövdəsi və çıxışı olmadığından cihazın kütləsi, ölçüləri və çoxlu yığma və montaj əməliyyatlarına lüzum qalmadığından qurğunun dəyəri azalır. Müasir qrup texnologiyası əsasında hərəsinin 200 minə qədər elementi olan bir neçə min inteqral sxemi, yəni bir neçə milyon elementi eyni vaxtda. hazırlamaq mümkündür. Özü də bu elementlərin hamısı adi tranzistorun hazırlanmasında olduğu kimi sadə p-n keçidlərin formalaşdırılması yolu ilə hazırlanır. Bunun nəticəsində inteqral sxemlərin parametrlərinin oxşarlıq dərəcəsi artır, diskret elementlərdə yığılmış sxemlərə nisbətən etibarlıq çox-çox yüksəlir, element bazasının mürəkkəbləşməsi hesabına konstruksiyanın mürəkkəbliyi, xarici birləşmələrin sayı və elektron aparatın həcmi kəskin azalır. Mikroelektronikanın sonraki inkişafı şaqııli inteqrasiya yolu ilə gedir. Bu isə bir kristalında 107-yə qədər element olan böyük inteqral sxemlərin hazırlanmasını nəzərdə tutur.
R. Hümbətov, Elektronika
