Mikroelektronika

Mikroelektronikanın meydana gəlməsi — Yeni tipli tranzistorların yaranması və onların impuls və rəqəm texnikasında tətbiqi, eləcə də kiçik ölçülü hesablama maşınlarının yaradılması, yeni‐yeni kiçik həcmli yarımkeçirici cihazlarının birləşdirilərək elektron qurğularının yaradılmasında istifadə edilməsi elektronikanın yeni sahəsinin – mikroelektronikanın meydana gəlməsinə zəmin yaratdı. Sahə tranzistorlarının ixtira edilməsi kiçik həcmli elektron hesablama maşınlarının (EHM) yaranmasına imkan yaratdı. Onların əsasında aviasiya və kosmos texnikasında idarəetmə kabinəsində elektron qurğuları tətbiq edildi. Həmin qurğularda minlərlə müxtəlif növ radio elementləri istifadə olunurdu və onların sayı günbəgün artırdı. Radio elementlərinin sayının artması praktiki 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 araşdırmalardan sonra bu problemlərin həlli üçün sxemlərin hissə-hissə hazırlanaraq birləşdirilməsi təklifi meydana çıxdı. Bununla da mikroelektronikanın təməli qoyuldu.

Mikroelektronikanın inkişafı mikrotexnologiyanın səviyyəsi ilə müəyyən edilir. Mikrotexnologiyanın əsas sahələrindən biri planar texnologiyadır. Planar texnologiyanın vəzifəsi – müxtəlif 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 Epitaksiya baş verir. Mikrosxemlərin formalaşması müxtəlif proseslərin həyata keçirilməsi nəticəsində baş verir. Belə proseslərdən biri də mikrosxemlərin topologiyasının alınması üçün litoqrafiya proseslərinin tətbiqidir. Litoqrafiya prosesinin tətbiq tapmış dörd növü mövcuddur: foto, elektron‐şüa, rentgen və ion‐şüa litoqrafiya.

İnteqral sxemlərdə elementlərin sıxlığı o dərəcədə artdı ki, artıq onlara bütöv bir sistem, yəni mikroelektron qurğu kimi baxmağa başladılar. Funksiyalar artdıqca, inteqral mikrosxemlər daha da mürəkkəb quruluşa malik olur. Çünki onlarda inteqrasiya dərəcəsi yüksəlir. İnteqral mikrosxemlərin inkişafını inteqrasiya dərəcəsinə görə aşağıdakı mərhələlərə bölmək olar:

1) 1960‐1969‐cu illər. Bu mərhələdə üzərində 10² tranzistor yerləşən kiçik inteqrasiya dərəcəli inteqral sxemlər (KİS) istehsal olunurdu;

2) 1969‐1975‐ci illər. Bu mərhələdə üzərində 10³ tranzistor yerləşən orta inteqrasiya dərəcəli inteqral sxemlər (OİS) istehsal olunurdu;

3) 1975‐1980‐cı illər. Bu mərhələdə üzərində ${\displaystyle 10^{4}}$ tranzistor yerləşən böyük inteqrasiya dərəcəli inteqral sxemlər (BİS) istehsal olunurdu;

4) 1980‐1985‐ci illər. Bu mərhələdə üzərində ${\displaystyle 10^{5}}$ tranzistor yerləşən ifrat böyük inteqrasiya dərəcəli inteqral sxemlər (İBS) istehsal olunurdu;

5) 1985‐ci ildən sonra. Bu mərhələdə üzərində ${\displaystyle 10^{7}}$ tranzistor yerləşən ultra böyük inteqrasiya dərəcəli sxemlər (UBİS) istehsal olunur.

Göründüyü kimi, KİS‐dən UBİS‐ə qədər keçid üçün dörddə bir əsr vaxt keçmişdir. İnteqral mikrosxemlərin inkişaf prosesini təsvir edən əsas parametrlərdən biri, sxemin üzərində n sayda elementlərin ildən‐ilə dəyişməsidir. Bu say inteqrasiya dərəcəsini xarakterizə edir. Mur qanununa görə hər üç ildən bir inteqral sxemdə olan elementlərin sayı 4 dəfə artır. İntel və Motorolla firmasının yüksək sıxlıqlı loqik kristalları – mikroprosessorları bu baxımdan geniş yayılmışdır.

1981‐1982‐ci illərdə UBİS inteqral mikrosxemlərin inkişafı və istehsalı litoqrafiya texnologiyası (elektron‐şüa, rentgen və eksimer lazer əsasında uzaq ultrabənövşəyi şüalarla litoqrafiya) hesabına stimullaşdırıldı. 1983‐cü ildə Mur Beynəlxalq konfransda qeyd etmişdir ki, mikroelektronikanın inkişaf və istehsal sürətini ABŞ‐da olduğu kimi Asiya ölkələrində də bazar münasibətləri müəyyən edir. Murun bu fikri özünü həyatda doğrultdu. 1985‐1987‐ci illərdə ABŞ sənayesinin 80%‐ni Yaponiya mikrosxemləri təmin edirdi. Çünki Yaponiya bu uğuru mikrosxemlərin texnologiyasında qazandığı yeniliklər hesabına əldə edərək, mikrosxemləri aşağı qiymətlərlə satırdı.

• İnteqral sxem