J50
л
ь»
Этого равенства можно добиться, если увеличение эфф. ноказателя преломления моды т> к-рое возникает на частоте 2 со вследствие волноводной дисперсии, компенсировать, сменив порядок моды или е╦ тип (показатель преломления уменьшается с увеличением порядка моды). Необходимость выполнения условия пи≈яао) накладывает очень строгие ограничения на допустимые отклонения толщилы волновода от оптимальной для условий синхронизма. Напр., для пл╦нки ZnS толщиной 0,314 мкм, выращенной на подложке ZnO, отклонение Д/г составляет всего ~-0,OOG мкм (2%).
Технология И. о. Наиб, важным является получение волноводиых слоев и формирование требуемой геом. конфигурации планарных элементов. Первая задача решается либо нанесением на подложку пл╦нок из др. материала, либо увеличением показателя преломления приповерхностных слоев подложки пут╦м рад нац., хим., термич. и др. воздействий. Для нанесения пл╦нок используются методы термич. и катодного распыления. При создании монокристаллич. слобв применяются разл. способы эпитаксиального выращивания. Повысить показатель преломления приповерхностного слоя, в Т. ч. и в кристаллах, можно за сч╦т ионообменной диффузии, электродиффузии, имплантации ионов (см. Ионная имплантация) тд т. д. Широко распространены методы получения волноводов путем термодиффузии из напыленной на подложку моталлич. пленки.
Для формирования требуемой конфигурации отд. планарпых элементов и составленных из них оптич. интегральных узлов применяется гл. обр. фотолитография. Для создания монолитных схем И. о. используются полупроводниковые соединения AIUBV и тв╦рдые растворы на их основе. Монокристаллы диэлектриков, так же как и пиобат и танталат лития,.широко используются для изготовления разл. типов интегрально-оптических модуляторов, дефлекторов, переключателей, акустооптич. устройств обработки информации и т. д.
Лит.: Золотое Е. М., Киселев В, Д,, Сычугов В. А., Оптические явления в тонкопленочных волноводах, «УФН». 1974, т. 112, с. 231; Гончаренко А. М., Р е д ь к о В. Л., Введение в интегральную оптику. Минск, 1975; Введение в интегральную оптику, пер. с англ., М.( 1977; ДерюгинЛ. Н., Интегральная оптика, М., 1978; Интегральная оптика, пер. с англ., М.,1978;Хансперджер Р., Интегральная оптика. Теория и технология, пер. с англ., М., 1985; Свечников Г, С., Эдеменлы интегральной оптини, М., 1987. Е. М. Золотое.
ИНТЕГРАЛЬНАЯ СХЕМА ≈ твердотельное устройство, содержащее группу приборов и их соединения (связи), выполненное на единой пластине (подложке). В И. с. интегрируются пассивные элементы (╦мкости, сопротивления) и активные элементы, действие к-рых основана на разл. физ. явлениях. Внутр. связи И. с, преобразуют множество приборов в функциональное устройство для целей информатики, преобразования разл. видов энергии и робототехники. Создание первых полупроводниковых И. с. (1958≈59) и начало их серийного выпуска (1960≈01) определили рождение микроэлектроники.
Поскольку важнейшие И. с. формируются на мопо-кристаллич. подложке, то электронное взаимодействие плотно упакованных микроприборон приводит к новым физ. явлениям. Развитие технологии И, с. позволило создать такие устройства, в к-рых электронное взаимодействие охватывает группы транзисторов (интегральная инфекционная логика); приборы с зарядовой связью (ПЗС), где осуществляется передача эл.-статич. заряда в цепях из тысяч МДП-элементов (см. МДП-структура)', приборы па цилиндрических магнитных доменах^ где осуществляется передача «мат. заряда», и т. д.
Типы И. с. Важнейлше И. с.≈ полупроводниковые»
а среди них ≈ кремниевые. Физ. и хим. свойства Si,
его оксида TI нитрида, а также разя, форм аморфного
(см. Аморфные и стеклообразные полупроводники) \\
._ поликристаллич. Si создают оптимальную основу для
* 54 интегральной технологии. Простота хим. состава обес-
печивает стабильность и над╦жность основанных на н╦м устройств. Свойства Si позволяют создавать разл. датчики, исполнительные микромеханизмы и др. неэлект-ропиые устройства с электронными информационно-управляющими системами.
Кроме Si полупроводниковые И. с. изготавливаются из GaAs и иек-рых др. полупроводников. Это повышает быстродействие И. с. (более высокая подвижность носителей заряда) и дополняет кремниевую электронику оптоэлектрошшми, в т. ч. лазерными, системами (см. Оптоэлектроника),
И. с. на переходах Джозефсопа (см. Джозефсона эффект) позволяют создавать устройства, потребляющие мин. количество энергии на единицу перерабатываемой информации. Благодаря этому элементы могут быть более плотно упакованы, сокращается длина связей между ними, повышается быстродействие устройства. И. с. на пьезоэлсктрич. кристаллах (см. Поверхностные акустические волны) обеспечивают возможность параллельной быстрой обработки и преобразования нек-рых видов сигналов. Однако ни один из перечисл. видов интегральных устройств не обладает универсальностью Кремниевых И, с.
И. с. интегрирует в одном кристалле не только множество идентичных приборов, но и приборы, действие к-рых основано на разл. принципах. Напр., И. с. для цифровой обработки данных могут содержать полевые и биполярные транзисторы, И. с. .для управления различными объектами или анализа сигналов могут объединить электронные, оптоэлектроныые, электромеханические, магнитные и др. микроприборы.
Планарная технология. Полупроводниковые И. с. формируются средствами планерной технологии. В математике «планарпоеть» означает геометрич. образ, к-рый можно нарисовать па плоскости без пересечения линий. Центр, идея планарной технологии состоит в том, что проект И. с. представляется в виде комплекта
ПП
Зпитаксия I Эпитакеия 2
_t
Окисление
Фотолитография
траеливание
Iокисла,! Окне-лете!;
Фотолитография 2
Диффузия 2
травливание 3
Фотолитография 3 ≈≈≈-≈
Металлизация
Фотолитография
Этапы формирования интегральной схемы на примере элемента логичос-кой схемы.
h
рисунков, к-рые затем последовательно «переводятся» в кристалл с помощью различных фил.-хим. процессов (выращивание тонких пл╦нок металлов и полупроводников, их травление, введение легирующих примесей и т. тт.). Планарная технология включает спец. методы проектирования И. с. в виде комплекта плоских рисунков, микролитографиЮ) к-ран позволяет осуществить
