III выбор и обоснование конструктивно-технологического исполнения микросхемы

Основным достоинством ИМС является их весьма высокая надежность, малая масса, размеры ИМС и энергопотребление.

По конструктивно-технологическом исполнении, ИМС подразделяют на три большие группы: полупроводниковые, гибридные и прочие (рисунок 3.1).

Рисунок 3.1 – Конструктивное исполнение ИМС

Классификация ИМС по степени интеграции представлена в таблице 3.1.

Таблица 3.1 – Классификация ИМС по степени интеграции

Уровень	Количество элементов и компонентов
интеграции	Цифровые ИМС		Аналоговые ИМС
	МДП	Биполярные
МИС	до 100	до 100	до 30
СИС	свыше 100 до 1000	свыше 100 до 500	свыше 30 до 100
БИС	свыше 1000 до 10000	свыше 500 до 2000	свыше 100 до 300
СБИС	свыше 10000	свыше 2000	свыше 300

В настоящее время накоплен достаточный опыт в технологии микроэлектронных изделий, для того чтобы определить, какой из конструктивно-технологических вариантов больше всего соответствует данному типу схемы. В большинстве случаев микросхему можно реализовать любым из существующих конструктивно-технологических способов, но ее изготовление наиболее целесообразно и экономично при использовании какого-то определенного варианта.

Преимущества гибридных ИМС по сравнению полупроводниковыми.

Гибридные интегральные микросхемы по сравнению с полупроводниковыми имеют ряд преимуществ: обеспечивают широкий диапазон номиналов, меньшие пределы допусков и лучшие электрические характеристики пассивных элементов (более высокая добротность, температурная и временная стабильность, меньшее число и менее заметное влияние паразитных элементов); позволяют использовать любые дискретные компоненты, в том числе полупроводниковые БИС и СБИС. В качестве навесных компонентов в ГИС применяют миниатюрные дискретные резисторы, конденсаторы, индуктивные катушки, дроссели, трансформаторы. При мелкосерийном производстве ГИС дешевле полупроводниковых (примерно одной и той же функциональной сложности) ИМС. Подготовка персонала для производства ГИС сравнительно проста.

Если для создания микроэлектронного изделия необходимы пассивные элементы и компоненты высокого качества, предпочтительнее выполнить его в виде ГИС.

Одна из основных характеристик микроэлектронного изделия – рассеиваемая мощность. При гибридном исполнении можно обеспечить изготовление изделий достаточно большой мощности, что важно при создании аналоговых устройств, управляющих мощными выходными цепями.

Наличие большого числа контактных узлов, сварных соединений обусловливает меньшую надежность ГИС по сравнению с полупроводниковыми ИМС. Однако возможность проведения предварительных испытаний и отбора активных навесных и пассивных компонентов позволяет создавать ГИС достаточно высокой надежности.

Преимущества гибридных тонкопленочных ИМС по сравнению с толстопленочными:

1. Возможность получения без дополнительной подгонки более узких допусков на номиналы пассивных элементов.

2. Более высокая плотность размещения элементов на подложке.

3. Подложки тонкопленочных микросхем обладают меньшими высокочастотными потерями и имеют более высокую радиационную стойкость.

Заданную ИМС удобнее реализовать в гибридном конструктивно-технологическом варианте изготовления, так как в ней пассивных элементов (десять резисторов) больше чем активных элементов (четыре транзистора). Так же мощности рассеивания на элементах малы, что позволяет использовать тонкопленочную технологию, а не толстопленочную.

Таким образом, для разрабатываемой микросхемы выбираем гибридное тонкопленочное исполнение.