Содержание

1. Общие сведения

2. Пассивные компоненты ис

3. Конденсаторы

4. Индуктивности

5. Внутрисхемные соединения

6. Транзисторы ИС

Список использованной литературы

1. Общие сведения

Под термином "микроэлектроника" обычно понимают комплекс конструкторских, технологических и схемотехнических вопросов, связанных с проектированием и изготовлением надежной аппаратуры в миниатюрном исполнении. Успехи в конструировании и технологии позволили изготовлять в едином технологическом цикле целые функциональные электронные узлы и из состава изделий полностью или частично исключать дискретные электрорадиодетали и приборы.

Одним из наиболее важных технологических приемов микроэлектроники является интегральная технология, дающая возможность на одной пластине создавать группы схемно соединенных между собой элементов. Используя интегральную технологию, можно изготовлять схемы на высокопроизводительных автоматизированных установках, одновременно выпуская значительное количество идентичных по параметрам функциональных узлов.

Функциональные узлы, выполненные по интегральной технологии, называют интегральными микросхемами (ИС) или просто микросхемами.

Основные преимущества интегральных микросхем по сравнению с аналогичными схемами на дискретных компонентах малые габариты, малая масса и повышенная механическая прочность. При их производстве требуются меньшие затраты за счет применения высокопроизводительного автоматизированного оборудования, возможно существенное сокращение ручного труда и получение лучших характеристик схем благодаря идентичности параметров компонентов. Повышается надежность за счет уменьшения количества сварных соединений, автоматизации технологических операций и снижения вероятности выхода из строя отдельных элементов, изготовленных в едином технологическом цикле. При эксплуатации таких приборов без существенных затрат может быть введено резервирование, что повышает надежность их работы.

Следует подчеркнуть, что в микроэлектронике используются те же теоретические положения, что и в электронных узлах, выполненных на дискретных компонентах. Однако с ее развитием изменился подход к схемотехническому решению отдельных функциональных узлов и устройств. При интегральной технологии значительное увеличение числа активных компонентов существенно не изменяет стоимости изделий. Поэтому используют возможность улучшения каких-либо параметров путем введения дополнительных активных или пассивных элементов. Принципиальные схемы ИС значительно сложнее своих аналогов, выполненных на дискретных компонентах.

Терминология в микроэлектронике упорядочена ГОСТами и стандартами СЭВ (СТ СЭВ 1623—79, ГОСТ 17021—75). В соответствии с этим применяются следующие термины.

Интегральная микросхема – микроэлектронное изделие, выполняющее определенные функции преобразования, имеющая высокую плотность упаковки электрически соединенных между собой элементов и компонентов и представляющая единое целое с точки зрения требований к испытаниям, приемке и эксплуатации.

Элемент – часть ИС, в которой реализуется функция какого-либо радиоэлемента (транзистора, диода, резистора, конденсатора и т. д.) и которую нельзя отделить от кристалла и рассматривать как самостоятельное изделие с точки зрения измерения параметров, упаковки и эксплуатации.

Компонент – часть ИС, с помощью которой можно реализовать функцию какого-либо радиоэлемента. Однако с точки зрения измерения параметров, эксплуатации и упаковки это самостоятельное изделие, которое может быть отделено от изготовленной ИС и заменено на другое, например бескорпусный транзистор, навесной конденсатор в гибридной ИС и т. д.

При разработке технической документации в ИС используются термины "корпус", "подложка", "плата", "полупроводниковая пластина", "кристалл", "контактная площадка" и др.

Корпус – часть конструкции ИС, которая защищает кристалл от внешних воздействий. Типы и размеры корпусов, а также число вводов и их расположение стандартизованы. На корпусе имеется "ключ" или корпус выполняется несимметричной формы, что эквивалентно ключу, который необходим для правильного нахождения выводов микросхемы.

Подложка ИС – заготовка, предназначенная для изготовления на ней элементов гибридных и пленочных ИС, межэлементных и межкомпонентных соединений, контактных площадок.

Плата ИС – часть подложки (или вся подложка), на поверхности которой выполнены пленочные элементы, контактные площадки и линии соединений элементов и компонентов.

Полупроводниковая пластина – заготовка, используемая для создания ИС (иногда пластина с выполненными на ней элементами).

Кристалл ИС – часть пластины, полученная после ее резки, когда на одной пластине выполнено несколько функциональных устройств.

Контактные площадки – металлизированные участки на кристалле, предназначенные для присоединения к выводам корпуса ИС.

Бескорпусная микросхема – ИС, содержащая кристалл и выводы (применяется для создания микросборок).

Степень сложности ИС характеризуется степенью интеграции K=lg N, где N – число элементов и компонентов, входящих в ИС.

Коэффициент К обычно округляют до ближайшего целого большего значения. В соответствии с этой формулой ИС первой степени интеграции содержат до 10 элементов и компонентов, второй – от 11 до 100, третий – от 101 до 1000, четвертый – от 1001 до 10000, пятый - от 10001до 100000, шестой – от 100001 до 10⁶ и т. д.

Распространены следующие качественные оценки степени сложности ИС: малая (МИС), средняя (СИС), большая (БИС), сверхбольшая (СБИС).

Таблица 2.2

Ориентировочное соответствие качественных наименований и количественных показателей приведено в табл. 2.2.

Особо быстродействующие ИС называют сверхскоростными интегральными микросхемами (ССИС). Под ССИС обычно понимают ИС, скорость установления которых для цифровых сигналов менее 2,5 не, или ИС, имеющие границу рабочего диапазона не менее 300 МГц.

Интегральные микросхемы по конструктивно-технологическим признакам подразделяют на монолитные, пленочные, гибридные, совмещенные ИС.

В полупроводниковых монолитных ИС все элементы схемы (диоды, транзисторы, резисторы и т. д.) выполнены на основе одного кристалла полупроводникового материала, так называемой активной подложки (обычно монокристалл кремния).

В пленочных ИС все элементы представляют собой пленки, нанесенные на диэлектрическое основание (пассивную подложку). Различают тонкопленочные и толстопленочные ИС.

В гибридных ИС пассивные элементы выполнены в виде пленок, нанесенных на диэлектрическую подложку, а активные элементы (диоды, транзисторы и т. д.) являются навесными. Обычно это малогабаритные дискретные элементы или бескорпусные монолитные полупроводниковые ИС, соединенные с соответствующими выводами на подложке с помощью жестких проводников.

Совмещенные ИС изготовляют на основе технологии полупроводниковых и пленочных микросхем, т. е. транзисторы и диоды выполняют так же, как и в полупроводниковых ИС, а пассивные элементы и межсоединения наносят в виде пленок на ту же подложку. Подложка для обеспечения электрической изоляции перед этим окисляется.

ИС обычно является законченным электронным узлом определенного функционального назначения, соответствующие активные и пассивные элементы и компоненты которого выполнены групповым методом с использованием определенных технологических приемов.

Рассмотрим некоторые особенности пассивных и активных элементов, обусловленные технологией изготовления.