Понятие об интегральных схемах
Полупроводниковая интегральная схема (ИС) изготовляется на подложке монокристаллического кремния площадью 1…10 мм2. На столь малой площади располагается несколько десятков (иногда сотен) пассивных и активных интегральных элементов: транзисторов (полевых, биполярных, p–n–p- и n–p–n-типов, малосигнальных, мощных импульсных), диодов, резисторов, конденсаторов. Эти элементы объединяются в схему, которая должна удовлетворять нескольким требованиям: иметь заданные электрические параметры, быть многофункциональной в применении, технологичной для массового производства, обладать малой себестоимостью и большой надежностью.
Классификация Интегральные микросхемы
Интегральная микросхема – это конструктивно законченное микроэлектронное изделие, выполняющее определенную функцию преобразования информации, содержащее некоторое количество электрически связанных между собой электрорадиоэлементов (транзисторов, диодов, конденсаторов, резисторов и т.д.), изготовленных в едином технологическом цикле.
Микросхемы, элементы, компоненты.
Интегральная схема – микроэлектронное изделие, выполняющее определенную функцию преобразования, обработки сигнала и/или накапливания информации и имеющее высокую плотность упаковки электрически соединенных элементов и кристаллов, которое с точки зрения требований к испытаниям, приемке, поставке и эксплуатации рассматривается как единое целое.
Элемент интегральной микросхемы – часть интегральной схемы, реализующая функцию какого-либо электрорадиоэлемента (транзистора, диода, резистора, конденсатора), которая выполнена нераздельно от кристалла или подложки и не может быть выделена как самостоятельное изделие.
Компонент интегральной микросхемы - часть интегральной схемы, реализующая функцию какого-либо электрорадиоэлемента, которая может быть выделена как самостоятельное изделие. Компонент является частью гибридной микросхемы.
Цифровая интегральная микросхема – микросхема, предназначенная для преобразования и обработки сигналов, изменяющихся по закону дискретной функции.
Аналоговая микросхема – микросхема, предназначенная для преобразования и обработки сигналов, изменяющихся по закону непрерывной функции.
Элементы конструкции микросхем.
Корпус – часть конструкции интегральной микросхемы, предназначенная для защиты микросхем от внешних воздействий и для соединения с внешними электрическими цепями посредством выводов. Типы и размеры корпусов, расположение и количество выводов стандартизированы.
Подложка – заготовка из диэлектрического материала, предназначенная для нанесения на нее элементов гибридных и пленочных интегральных микросхем межэлементных и/или межкомпонентных соединений, а также контактных площадок.
Плата – часть подложки на поверхности которой нанесены пленочные элементы микросхемы, межэлементные и/или межкомпонентные соединения, а также контактные площадки.
Полупроводниковая пластина – заготовка из полупроводникового материала, предназначенная для изготовления полупроводниковых интегральных микросхем.
Кристалл – часть пластины, в объеме и на поверхности которой сформированы элементы полупроводниковой микросхемы, межэлементные и/или межкомпонентные соединения, а также контактные площадки.
Базовый матричный кристалл – кристалл интегральной микросхемы с регулярным, в виде матрицы, расположением не соединенных и/или соединенных между собой элементов, без межэлементных соединений.
Контактная площадка – металлизированный участок на плате или кристалле или корпусе интегральной микросхемы, служащий для присоединения выводов компонентов и кристаллов, перемычек, а также контроля ее электрических параметров и режимов.
Бескорпусная интегральная микросхема – кристалл микросхемы, предназначенный для монтажа в гибридную интегральную микросхему или микросборку. Для соединения с внешними электрическими цепями бескорпусная микросхема имеет собственные выводы, а ее полная защита обеспечивается корпусом устройства, в которое эта микросхема установлена.
Вывод – проводник, соединенный электрически с контактной площадкой кристалла и механически с его поверхностью. Могут быть жесткими (шариковые, столбиковые, балочные) или гибкими (лепестковые, проволочные).
Микросхемы изготавливают групповым методом по материалосберигающей технологии, тиражирую одновременно в одной партии от нескольких десятков до нескольких десятков тысяч микросхем. По конструктивно–технологическому принципу микросхемы делятся на три группы: полупроводниковые, пленочные и гибридные.
В полупроводниковой интегральной микросхеме все элементы и межэлементные соединения выполняются в объеме и на поверхности полупроводниковой подложки.
В пленочной интегральной микросхеме все элементы и соединения между ними выполняются в виде пленок. В настоящее время методом пленочной технологии изготавливают только пассивные элементы – резисторы, конденсаторы и индуктивности. В зависимости от толщины пленки и способа создания элементов пленочные микросхемы делят на тонко– и толстопленочные. К первому типу относятся микросхемы толщина пленки в которых не превышает 1 мкм, а толщина пленки в толстопленочной микросхеме составляет 10…70 мкм.
В гибридных интегральных схемах в качестве активных элементов используются навесные дискретные полупроводниковые приборы или полупроводниковые интегральные микросхемы, а в качестве пассивных элементов используют пленочные резисторы, конденсаторы, индуктивности и соединяющие их пленочные проводники.