Условные обозначения имс

Обозначение ММС состоит из четырех элементов: первый -цифра, означающая конструктивно-технологическое исполнение: 1,5-7- полупроводниковая НМС; 2,4, 8- ГНМС; 3- прочие; второй - две или три цифры (01 - 999), указывающие порядковый номер разработки серии ИМС; третий - две буквы, определяющие функциональное назначение; четвертый - число, обозначающие номер разработки по функциональному признаку.

Например:140УД1, 265 УСІ.

При необходимости разработчик после четвертого элемента дополняет букву (от А до Я), обозначающую отличие электрических параметров в пределах одной серии.

Например: К140УД1А.

Термины и определение. Классификация микросхем

Термин	Определение
1. Интегральная микросхема	Микросхема, часть элементов которой выполнены нераздельно и электрически соединены между собой таким образом, что с точки зрения технических требований, испытаний, торговли и эксплуатации устройство рассматривается как единое целое
2. Элемент интегральной микросхемы	Часть интегральной микросхемы, реализующая функцию какого-либо электрорадио-элемента, которая выполнена нераздельно от кристалла или подложки и не может быть выделена как самостоятельное изделие с точки зрения требований к испытаниям, приемке, поставке и эксплуатации
3. Компонент интегральной микросхемы	Часть интегральной микросхемы, реализующая функцию какого-либо электро-радиоэлемента, которая может быть выделена как самостоятельное изделие с точки зрения требований к испытаниям, приемке, поставке
4. Полупроводниковая интегральная микросхема	Интегральная микросхема, все элементы и межэлементные соединения которой выполнены в объеме или на поверхности полупроводникового материала (рис.)
5. Пленочная интегральная микросхема	Интегральная микросхема, все элементы и межэлементные соединения которой выполнены в виде пленок (рис.)
6. Гибридная интегральная микросхема	Интегральная микросхема, содержащая, кроме элементов, компоненты и (или) кристаллы

Пленочные и гибридные интегральные микросхемы

Пленочные и гибридные интегральные микросхемы (ПИМС, ГИМС) по конструктивно-технологическому признаку разделя­ются на толстопленочные (толщина пленок >1 мкм) и тонкопле­ночные (<1 мкм). Достоинством ПИМС и ГИМС является воз­можность использования разнообразных пассивных пленочных и полупроводниковых элементов, что позволяет создавать схемы одновременно с широким диапазоном мощности и функциональ­ной сложности.

Основными конструктивными элементами и компонентами как тонкопленочных, так и толстопленочных ИМС являются (рис.107):

• подложка;

• пленочные резисторы, конденсаторы индуктивности, проводники и контактные площадки;

• навесные бескорпусные полупроводниковые приборы (транзисторы, диоды, ИМС);

• навесные пассивные элементы (конденсаторы больших номинальных значений индуктивности, трансформаторы);

• корпус.

Рисунок 107 – Структура пленочных ИМС

Подложка ИМС выполняет несколько функций:

• является конструктивной основой, на которой формируется, монтируется элементы и компоненты ИМС;

• служит теплоотводящим элементом всей конструкции ИМС.

Основные требования к подложке

1. Малая микронеровность поверхности.

2. Высокая механическая прочность при малой толщине.

3. Минимальная пористость.

4. Высокая теплопроводность.

5. Высокое удельное сопротивление.

6. Низкая стоимость изготовления.

7. Химическая инертность к наносимым пленкам.

8. Малые различия коэффициентов термического расшире­ния подложки и наносимых пленок.

Таблица - Электрофизические и механические свойства подложек

Параметр	Материал подложек
	БС стекло С48-3	ситалл CT-50-1	берилллиевая керами-ка	керамика глазуров. Г-900-1	сапфир
Диэлектрическая проницаемость	7.1	8,3-8,5	10,3	13- 16	8,6-11
Теплопроводность, Вт/(мрад)	0,7- 1,5	1,4-4	12-13	0,7	25-40
Удельное объемное сопротивление, Омсм	1014	1012- 1014	31012	1014	1011
Электрическая прочность, кВ/мм	более 40	более 40	более 50	более 40	-
Класс чистоты поверхности	14	13- 14	11	14	14
Тангенс угла диэл. потерь	(12-15) 1010-4	(12-20) 10-4	<810-4	(17-19) 10-4	110-4
Температура размягчения, oС	750	1150	1400	420-460	-
Пористость, %	-	0	5-10	-	0
Темпер, коэфф. линейного расширения, 10-8 град-1	4,8	5	7,5	(7,3-7,8)	(6-9)

Стекло получают методом листового проката. Подложки из алюмосиликатного и боросиликатного стекла имеют гладкую по­верхность (высота неровностей < 10 нм) и низкую диэлектричес­кую проницаемость. Они недороги. Недостатки - невысокая ме­ханическая прочность, низкая теплопроводность. Для микросхем с большим тепловыделением возможно применение стекол «ПИРЕКС» и кварцевого стекла.

Ситалл представляет собой стеклокерамический материал, получаемый кристаллизацией стекла. Обладает большей, чем у стекла, теплопроводностью и механической прочностью, высо­кой химической стойкостью.

Керамика обладает лучшей теплопроводностью, что позво­ляет использовать ее для мощных ИМС, однако имеет большие микронеровности рельефа (около 2 мкм). Полировка поверхно­сти и глазуровка тонким слоем стекла снижает микронеровности до 30-200 нм.

Сапфир представляет собой монокристаллический оксид алю­миния. Обладает малыми диэлектрическими потерями в СВЧ диа­пазоне, высокой теплопроводностью. На подложках из сапфира можно выращивать полупроводниковые пленки. Недостаток - высокая стоимость подложки.

Тонкопленочный резистор

Тонкопленочный резистор конструктивно состоит из резистивной пленки, имеющей определенную конфигурацию, и контактных площадок. На рис. 108 показаны наиболее распространенные конфигурации таких резисторов: прямоугольная (а), применяемая для реализации резисторов с малым сопротивлением, а также типа меандр (б); и последовательное соединение резистивных пленочных полосок (в), используемое для реализации резисторов большого сопротивления.

Рисунок 108 – Конфигурации тонкопленочных резисторов

Подгоняемый резистор показан на рис. 109

Основные требования к пленочным резисторам:

• малая занимаемая площадь;

• стабильность параметров во времени и при изменении температуры;

• требуемая мощность рассеивания;

• технологичность изготовления;

• низкий уровень собственных шумов.

Материалы, используемые для тонкопленочных резисторов, можно условно разделить на четыре группы:

• чистые металлы (хром, тантал, вольфрам, рений);

• сплавы и соединения (нихром — сплав никеля и хрома, металлосилицидные сплавы МЛТ - 2, МЛТ - 3, нитриды тантала);

• керметы (смесь металлов и диэлектриков: золота, хрома и монооксида кремния, хрома и фтористого магния и др.);

• сильнолегированные полупроводники (окись олова, дву­окись олова с добавками сурьмы, трехокиси индия, окиси цинка и др.).

Рисунок 109 – Подгоняемый резистор

Материалы, используемые для толстопленочных резисторов

В качестве материалов для толстопленочных резисторов ис­пользуются пасты, состоящие из основы — редкоземельных метал­лов (85-90 %) и жидкой стекловидной связки (10—15 %), растворен­ной в органическом растворителе. Требуемый номинал резистора определяется соотношением составляющих в пасте, конфигурацией и размерами конструкции резистора, материала основы.

В основе паст для толстопленочных резисторов применяют палладий, серебро, рутений, ирридий. Характеристики материа­лов толстопленочных резисторов представлены в таблице 7.2.

Пленочные конденсаторы

Конструктивно пленочные конденсаторы выполняются в виде трехслойной структуры: металл -диэлектрик - металл (рис. 110). Емкость пленочных конденсаторов определяется площадью верхней обкладки, толщиной и электрическими свойствами диэлектрика. Для исключения замыкания между обкладками диэлектрик полностью закрывает нижнюю обкладку. Материал обкладки дожен иметь высокую электропроводность, малую миграционную подвижность атомов в диэлектрике, хорошую адгезию к подложке. Все материалы, входящие в конструкцию пленочного конденсатора, должны быть технологически совместимы.

Рисунок 110 – Конструкция пленочного конденсатора