Расчет тонкопленочных элементов (резистора и конденсатора) - Курсовая работа

В 60-х годах были созданы интегральные схемы (ИС), в которых все элементы разрабатываются в едином технологическом процессе, нераздельно связаны и электрически соединены между собой как единое целое, что позволило резко повысить надежность РЭА, еще более уменьшить габариты и массу РЭА, повысить экономичность. Интегральные схемы в середине 60-х годов содержали до 100 элементов на полупроводниковом кристалле при размере элементов около 100 мкм. В конце 70-х годов созданы сверхбольшие интегральные схемы (СБИС), содержащие от 104 до 106элементов на кристалле при размере элементов от 1 до 3 мкм.Эпитаксией называют ориентированное наращивание слоев, кристаллическая решетка которых повторяет структуру подложки. Как правило, материалы наращиваемой пленки и подложки одинаковы, но могут применяться и разные материалы с близкой кристаллической структурой, например пленка кремния на сапфировой подложке. На границе раздела эпитаксиального слоя с подложкой можно сформировать электронно-дырочный переход. Процесс гомоэпитаксии или автоэпитаксии позволяет получать наращиваемые слои с составом, аналогичным подложке или отличающимся от нее только примесными свойствами. Процесс гетероэпитаксии позволяет получать слои с различными относительно подложки свойствами как по химическому составу, так и по кристаллической структуре.Имея общий коллектор и базу, МЭТ содержат до 8 эмиттеров. Особенность работы МЭТ состоит в том, что в любом состоянии схемы коллекторный переход всегда открыт, а эмиттерные переходы могут быть либо открытыми, либо закрытыми. Если все эмиттерные переходы открыты, то в транзисторе существует режим насыщения и токи протекают так, как это показано на рис 3, а, при этом Ік, существенно меньше токов Іэ1 и Іэ2, так как последовательно с коллекторным переходом включено сопротивление rk, которое больше сопротивления r"э. Если на эмиттерные переходы поданы обратные напряжения от источника управляющих сигналов, то транзистор работает в инверсном режиме (рис.3, б). Чтобы уменьшить эти токи, необходимо уменьшить инверсный коэффициент передачи транзистора , что достигается путем искусственного увеличения сопротивления пассивной базы.При этом в основе создания ИМС лежит принцип элементной (технологической) интеграции, сопровождающейся микроминиатюризацией элементов (активных и пассивных) микросхемы. Этот принцип неизбежно связан с ростом числа элементов микросхемы и межэлементных соединений по мере усложнения выполняемых ею функций. Функциональная микроэлектроника предполагает принципиально иной подход, позволяющий реализовать определенную функцию аппаратуры без применения стандартных базовых элементов, основываясь непосредственно на физических явлениях в твердом теле. В этом случае локальному объему твердого тела придаются такие свойства, которые требуются для выполнения данной функции, и промежуточный этап представления желаемой функции в виде эквивалентной электрической схемы не требуется. Таким образом, функциональная микроэлектроника охватывает вопросы получения специальных сред с наперед заданными свойствами и создания различных электронных устройств методом физической интеграции, т.е. использования таких физических принципов и явлений, реализация которых позволяет получить приборы со сложным схемотехническим или системотехническим функциональным назначением.Акустоэлектроника - направление функциональной микроэлектроники, связанное с использованием механических резонансных эффектов, пьезоэлектрического эффекта, а также эффекта, основанного на взаимодействии электрических полей с волнами акустических напряжений в пьезоэлектрическом полупроводниковом материале. Сила электростатического взаимодействия сигнального электрода с затвором, на который также подано постоянное напряжение смещения, раскачивает балку в случае, когда частота сигнала совпадает с механическим резонансом балки. На пьезоэлектрическом эффекте основана работа некоторых радиотехнических функциональных приборов - кварцевых генераторов, фильтров, ультразвуковых линий задержки, акустоэлектронных усилителей и преобразователей. Простейшая ультразвуковая линия задержки, работающая на объемных акустических волнах, представляет собой стержень твердого тела, к противоположным концам которого прикреплены пьезоэлектрические преобразователи (рис.6). Использование тонких магнитных пленок для элементов памяти ЭВМ: а - петля гистерезиса тонкой магнитной пленки; б - элемент памяти с плоскими магнитными пленками; в - элемент памяти с электролитическим магнитным покрытием, нанесенным на проволокуВ данном расчете предлагается в качестве материала пленки использовать хром с удельным поверхностным сопротивлением rs=500 Ом Рассчитать коэффициент формы Кф= =4000/500=8 и определить его конструкцию.

Содержание

Введение

1. Ответы на контрольные вопросы

1.1 Эпитаксия. Виды. Задачи, решаемые эпитаксией в технологическом процессе

1.2 Многоэмиттерные транзисторные структуры

1.3 Функциональная микроэлектроника. Основные направления

1.3.1 Акустоэлектроника: типы устройств, их конструкция и параметры

1.3.2 Магнетоэлектроника

2. Расчет курсовой работы

2.1 Расчет тонкопленочного резистора (ТПР)

Расчет резистора прямоугольной формы

2.2 Расчет тонкопленочного конденсатора

Заключение

Список литературы

Развитие транзисторной электроники, совершенствование технологии изготовления транзисторов привели к возникновению нового направления в электронике - микроэлектроники. В 60-х годах были созданы интегральные схемы (ИС), в которых все элементы разрабатываются в едином технологическом процессе, нераздельно связаны и электрически соединены между собой как единое целое, что позволило резко повысить надежность РЭА, еще более уменьшить габариты и массу РЭА, повысить экономичность. Интегральные схемы в середине 60-х годов содержали до 100 элементов на полупроводниковом кристалле при размере элементов около 100 мкм. В начале 70-х годов появились большие интегральные схемы (БИС), содержавшие на кристалле от 100 до 104 элементов при размере элементов от 3 до 100 мкм. В конце 70-х годов созданы сверхбольшие интегральные схемы (СБИС), содержащие от 104 до 106элементов на кристалле при размере элементов от 1 до 3 мкм. Дальнейшее развитие микроэлектроники привело к освоению субмикронных размеров элементов микросхем. Исследования показали, что пределом уменьшения размеров элементов является значение 0,2 мкм. Однако достижение таких размеров связано с преодолением определенных технологических трудностей. Иначе говоря, существуют физические пределы развития интегральной микроэлектроники.

Параллельно с интегральной микроэлектроникой в 80-е годы развивалась функциональная электроника, позволяющая реализовать определенную функцию аппаратуры без применения стандартных базовых элементов (диодов, резисторов, транзисторов и т.д.). базируясь непосредственно на физических явлениях в твердом теле. В функциональной электронике используются такие механизмы, как оптические явления (оптоэлектроника), взаимодействие потока электронов с акустическими волнами в твердом теле (акустоэлектроника) и ряд других.