3. Опто- и функциональная электроника.

Оптоэлектроника (ОЭ) – раздел электроники, охват-щий методы создания устройств, использ. эф-ты взаимодействия электромагнитных волн оптического диапазона с эл-тами в-ва для генерации, передачи, обработки и отображения инфо. Разделами ОЭ явл.: 1.фотоника –эф-ты и м-ды создания уст-в обраб-ки оптич.сигналов; 2.радиооптика –приложение принципов и методов радиофизики к оптике; 3.оптоника –создание электрических устр-в с оптич.связями, т.е.оптронных схем. ОЭ начало формир-ться как самостоят.наука после создания лазеров и излучающих диодов (в 60-х гг.). Осн.приборы и устр-ва:

1.источники когерентного и не когерентного излучения;

2.п/п и жидкокристал-кие индикаторы;

3.фотоприемники;

4.оптич.ЗУ;

5.эл-ты волоконно-оптич.линий связи;6.разл.оптич.среды.

Миниатюризация устр-в ОЭ основана на принципах и м-дах интегр.оптики, а ее развитие связано с достижениями в обл-ти квантов.и п/п электроники, ФТТ и оптики. Большинсво приборов работает в обл-ти видимых и ИК-волн, исп-ся эф-ты люминистенции, электро-, акусто- и магнитооптич.явлений. Преимущества ОЭ: 1.электр. нейтральность квантов (невосприимч-сть к внешн.электромагнит.полям, полная гальвонич.развязка в устр-вах с внутр.оптич.связями, возм-сть простран.и времен.модуляции). 2.высок. частота и малый коэф-т поглащения сигнала в оптич.средах (высок. емкость, быстродействие, плотность записи инфо).3.малая расходимость луча (передача сигнала в задан.точку с малыми потерями). Эти «+» наиб.хар-ны для ОЭ устр-в на когерентн. излучении. Мат-лами ОЭ явл.:1.излучающие, фоточувств.п/п;2.гомо- и гетероструктуры на их основе;3.электро-,акусто- и магнитооптич.мат-лы. У когерент.длины волн и фазы одинаковы, а у некогерент - длины одинаковы, а фазы не совпадают. Функцион.электроника(ФЭ) –раздел твердотельной электроники, исп-щий разл.физ.явления в тверд. средах д/интеграции разл.схемотехнич. функций в объеме одного твердого тела (функцион. интеграция) и создание электр. устройств с такой интеграцией. Если при схемотехн.интеграции ЭРЭ локализованы в разл. местах подложки и соед-ны м/д собой эл-тами связи, то при функцион.интеграции –ф-ции ЭРЭ реализ-ся процессами во всем объеме тела. При этом устран-ся трудности, связан.с форм-нием в кристалле множ-ва эл-тов и межсоединений. ФЭ ориентируется на волновые процессы и взаимодействие электромагнитн. полей с электронами и атомами в тверд.теле. Мат-лы ФЭ: 1.п/п; 2.магнитодиэл-ки; 3.пьезоэлектрики; 4.стр-ры на их основе. Хар-ными устр-вами ФЭ явл. приборы на: 1.акустич.волнах; 2.с зарядовой связью; 3.на волнах пространствен. заряда.

4. Классификация имэ по конструкторско-технологическим и функциональным признакам.

Классификация изделий микро-, опто- и функциональной электроники проводится по функциональному назначению, конструктивно -технологическим и др.признакам. Признаков, входящих в эти классификационные группы десятки, поэтому общего подхода нет.

Для ИС, кот. являются наиб. характерными изделиями микроэл-ки, такая классификация предполагает разделять ИМС по конструктивно-технологическим признакам на пленочные и полупроводниковые. По функциональному назначению: цифровые, аналоговые ИМС, биполярные, униполярные. Конструктивно любой п/п прибор и ИС состоит из кристалла на поверхности и в объеме которого сформированы элементы в соответствии с электрической схемой, выводной рамки, подложки и корпуса.

Схемотехнические элементы получаются определенным сочетанием областей п/п с различным типом проводимости проводящих и изолирующих пленок различной конфигурации. Таким образом формируются структуры активных и пассивных элементов, их соединения в соответствии с электрической схемой, контактной площадки, которой ИС соединяется с внешними выводами на корпусе.

Если рассматривать поперечные сечение ИМС и вид со стороны металлизации: n -область п/п с электрон. типом проводимости; р –область п/п с дырочным типом проводимости; n⁺,р⁺ - области сильнолегированных (вырожденных) п/п ;SiO₂, SiN₄- диэлектрические слои; Al –тонкопленочночная алюминиевая металлизация, соединяющие элементы ИМС в соответствии с электрической схемой; R, C –структуры пленочного конденсатора, резистора;