Изготовление БИС

Конечно, не во всех интегральных схемах микроминиатюризация достигла уровня, о котором я только что говорил. Имеются средние интегральные схемы. В них плотность размещения компонентов значительно ниже, чем в больших интегральных схемах (БИС). Последние могут содержать несколько тысяч компонентов.

Как удастся выполнять такие операции, как нанесение на заданные участки изолирующих или проводящих слоев, ввод методом вплавления или диффузии в некоторые участки полупроводника строго дозированных примесей? Как можно справиться с такой задачей, особенно при производстве БИС?

И в этом случае основную роль играет фотография. В самом деле, для каждой операции первоначально создается рисунок, изображающий форму поверхностей, которые должны подвергнуться той или иной обработке. Но эти рисунки в сотни или даже тысячи раз крупнее тех элементов, которые должны создаваться на полупроводнике. Затем рисунки фотографируют с большим уменьшением; в результате этой операции получают негативы на прозрачной пленке. Эти негативы, в свою очередь, с большим уменьшением проецируют на поверхность полупроводника, покрытую светочувствительным лаком.

Как ты мог убедиться, здесь прибегают к помощи тех самых фотографических процессов, которые используют в производстве печатных плат. Светочувствительный слой защищает те участки полупроводника, которые под воздействием света через негатив становятся нерастворимыми.

Самое удивительное то, что длина волны обычного света оказывается слишком большой для производства некоторых микроэлектронных схем. Самая короткая волна видимого света — у фиолетового цвета; она равна 380 нм (миллиардных долей метра). Это слишком много для изготовления некоторых БИС. В этом случае приходится брать на вооружение ультрафиолетовые лучи, волна которых значительно короче волны фиолетового света.

Наиболее сложно в процессе изготовления интегральных схем установить выводы для подключения их к другим устройствам. Для этого все точки интегральных схем, которые должны иметь внешние выводы, соединяют тонкими золотыми или алюминиевыми проволочками с контактами на корпусе, в который помещают всю интегральную схему. Эта операция очень тонкая, поэтому выполняют ее под микроскопом.

Причины микроминиатюризации

Дорогой Незнайкин, ты, должно быть, спрашиваешь себя, какие серьезные причины заставили исследователей придумать эти сложные процессы микроминиатюризации. Действительно ли требуется выиграть место, до такой степени снижая объем интегральных схем? Даже в карманном приемнике это не кажется столь необходимым.

Развитие микроэлектроники определяется прежде всего прогрессом электронной вычислительной техники. ЭВМ содержат тысячи компонентов. Исследователи стремятся всемерно уменьшить размеры компонентов не только для того, чтобы выиграть место, но и для того, чтобы машины могли работать быстрее. Ведь некоторые операции в машинах производятся за доли наносекунды. А какой длины путь проходит электрический ток за одну наносекунду, даже если он движется со скоростью света? Он проходит за это время только 30 см. Это должно показать тебе, что, если хотят обеспечить максимальное быстродействие ЭВМ, необходимо до минимума сократить расстояния между компонентами.

Однако не будем слишком углубляться в вычислительную технику. Тебе, Незнайкин, предстоит еще немало изучить в области звукозаписывающей и телевизионной техники.

Беседа четырнадцатая

ЧАСТОТНАЯ МОДУЛЯЦИЯ

В чем заключаются принципы частотной модуляции? Почему передачи с частотной модуляцией должны производиться на метровых волнах? Какими преимуществами обладает частотная модуляция по сравнению с классической амплитудной модуляцией? Как осуществляется частотная модуляция в передатчиках? Все эти вопросы обсуждаются в этой беседе.

Сколько передатчиков может работать в каждом диапазоне волн?

Незнайкин. — В мой день рождения родители сделали мне подарок, который привел меня в восторг: чудесный переносный радиоприемник довольно больших размеров. Он имеет три диапазона: ДВ, СВ и УКВ. Третий диапазон обозначен буквами ЧМ, смысла которых я, по правде говоря, не понял, а на шкале для настройки обозначены частоты от 65,8 до 73 МГц. Я рассчитал, что эти частоты соответствуют волнам длиной от 4,56 до 4,11 м. Это ужасно узкий диапазон. И тем не менее мне удалось принять передачи нескольких станций. Самое любопытное то, что эти передачи отличаются изумительной чистотой звучания.

Любознайкин. — Буквы ЧМ обозначают, что передачи в этом диапазоне ведутся с частотной модуляцией. По сравнению с амплитудной модуляцией (AM), используемой на длинных и средних волнах, частотная модуляция обеспечивает более высококачественное воспроизведение принимаемых программ.

Но прежде чем приступить к объяснению, я хочу отметить, что диапазон, в котором ведутся передачи с ЧМ, совсем не так узок, как ты сказал.

Н. — Мой дорогой друг, я достаточно силен в математике, чтобы утверждать, что интервал между 4,11 и 4,56 составляет всего-навсего 45 см. Тогда как диапазон СВ простирается от 185 до 580 м, что составляет почти 300 м. Я уже не говорю о диапазоне ДВ, растянувшемся на 800 м.