Ma’ruza №4 integral mikrosxemalar integral mikrosxema (ims)

MDY — tranzistorlar asosidagi IMSlarni tayyorlash 
 
Diskret MDY - tranzistorlarning oldingi ma’ruzalarda keltirilgan tuzilish sxe-
malari va parametrlari integral texnologiya uchun ham qo'llanilishi mumkin. Bunda 
MDY - tranzistorlar asosida IMSlar tayyorlash texnologiyasi BTlar asosida IMSlar 
tayyorlash texnologiyasiga qaraganda ancha sodda bo‘lib, u ikkita omil bilan bog‘-
liq: 
1) kanallari bir xil o‘tkazuvchanlikka ega integral MDY - tranzistorlar uchun 
tuzilmalarni izolatsiyalash operatsiyasi talab etilmaydi. Asos hamma vaqt istok va 

---

stokga nisbatan teskari o'tkazuvchanlikka ega bo‘ladi. Shuning uchun istok - asos 
va stok - asos p-n o'tishlaming biri kuchlanishning ixtiyoriy qutbida stok orasida 
teskari ulanadi va izolatsiyani ta’minlaydi; 
2) barcha tayyorlash jarayoni faqat MDY - tuzilmani hosil qilishga olib keli-
nadi, chunki u nafaqat tranzistorlar sifatida, balki rezistorlar va kondensatorlar sifa-
tida ham ishlatiladi. 
Shunday bo‘lishiga qaramasdan, kristalda yonma-yon joylashgan va turli o‘tka-
zuvchanlikli kanallarga ega komplementar MDY - tranzistorlarda (KMDY) izolat-
siya talab etiladi. Izolyatsiyalash uchun tranzistorlardan birini izolatsiyalovchi 
cho‘ntakchaga joylashtirish kerak bo‘ladi. Masalan, agar asos sifatida p - kremniy 
ishlatilsa, p – kanalli tranzistor uchun awal n - turli cho‘ntakcha tayyorlanishi kerak. 
MDY - tranzistorlar asosidagi IMSlar planar texnologiya asosida yaratiladi. Bu 
texnologiyada kremniy sirtida oksidlash, fotolitografiya va ochilgan “darcha”larga 
kiritmalar diffuziyasini amalga oshirish ilgaridek bajariladi. 
MDY - tranzistorli IMSlar yaratishda zatvor ostidagi dielektrik qatlamni hosil 
qilish eng murakkab jarayon bo‘lgani uchun unga alohida talablar qo‘yiladi. Xarak-
teristika tikligini oshirish uchun zatvor osti dielektrikning qalinligi kamaytirilishi 
kerak. Oxirgi 40 yil ichida dielektrik material sifatida asosan kremniy ikki oksidi 
(SiO
2
) qo'llanilib keldi, zatvor esa kremniydan tayyorlandi. Mikrosxemalarning har 
bir yangi avlodiga o‘tish bilan izolatsiyalovchi qatlam qalinligi kichrayib bordi. 
Lekin, SiO
2
qatlam yupqalanishi bilan sizilish toklari oshadi, ortiqcha issiqlik ajra-
lishlar paydo bo‘ladi va tranzistor holatini boshqarish og'irlashadi. 
Bugungi kunda Intel korporatsiyasi tomonidan ishlab chiqarilayotgan tranzis-
torlarda zatvor osti dielektrigining qalinligi (Si0
2
) 1,2 nm ni, yoki besh atom 
qatlamni tashkil etmoqda. 2007-yildan buyon 45 nmli ishlab chiqarish texnologiya-
siga o‘tildi. Bu texnologiyada kichik sizilish tokli tranzistorlar zatvorlarini hosil 
qilishda dielektrik sifatida yuqori dielektrik singdiruvchanlikka ega bo‘lgan gafniy 
tuzlari asosidagi high - к material ishlatilmoqda. Natijada, qalinroq dielektrik 
ishlatish va sizilish tokini o ‘n martadan ko‘proq kamaytirish imkoni tug'ildi. Lekin, 
yangi material kremniyli zatvor bilan “chiqishmadi”. Shunda zatvor sifatida 
materiallarning yangi turini ishlatish taklif etildi, natijada ular asosidagi tranzistorlar 
ulanishi va uzilishi uchun 30% kam energiya sarflanishiga erishildi. Yangi texno-
logiya bir xil yuzada joylashadigan tranzistorlar sonini ikki marta oshirish imkonini 
berdi. 
MDY - tranzistorlar ichida metall - nitrid kremniy – dielektrik - yarimo‘tkaz-
gich (MNDYA) tranzistorlar (4.6, a-rasm) alohida o‘rin tutadi Bunday tranzistorlar 
xotira elementi rolini bajaradi va qayta dasturlanuvchi xotira qurilmalar asosini 
tashkil etadi. Ushbu tranzistor dielektrigi ikki qatlamdan: qalinligi 2 -5 nmni tashkil 

---

etuvchi SiO
2
va kremniy oksidi ustiga purkalgan 0,05 – 0,1 mkm qalinlikdagi Si
3
N
4
kremniy nitrididan tashkil topadi. 
4.6-rasm. MNDYA – transistor tuzilmasi (a) va stok-zatvor VAXi (b). 
Mantiqiy 1 ni hosil qilish uchun zatvorga qisqa (100 mks) musbat impuls 
beriladi, bunda elektronlar asosdan yupqa SiO
2
orqali tunnel o‘tib ikki qatlam 
chegarasida to'planadi, chunki qalin Si
3
N
4
qatlam elektronlarni o‘tkazmaydi. To‘p-
langan zaryad mantiqiy 1 ni yozishda berilgan impuls o‘chirilgandan so‘ng ham 
saqlanib qoladi. Bo‘sag‘aviy kuchlanish U
01
qiymati U
02
gacha qiymatli impuls 
berilgandan so‘ng kamayadi (4.6, b-rasm). 
Axborotni o ‘qish uchun tranzistor zatvoriga Uσ kuchlanish beriladi. Uning abso-
lut qiymati U
01
va U02 orasida bo‘lish kerak. Agar mantiqiy 1 yozilgan bo‘lsa, 
tranzistor ochiq, agar mantiqiy 0 bo‘lsa – berkligicha qoladi.