7. Основные понятия микроэлектроники

1. Микроминиатюризация электронной аппаратуры

Под термином «микроэлектроника» обычно понимают комплекс конструкторских, технологических и схемотехнических вопросов, связанных с проектированием и изготовлением электронной аппаратуры в миниатюрном исполнении.

Одним из наиболее важных технологических приемов микроэлектроники является интегральная технология, дающая возможность на одном кристалле 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(ИМС) или простомикросхемами. За рубежом их чаще называют «чипами» (отchip– щепка).

Основные преимущества интегральных микросхем по сравнению с аналогичными схемами на дискретных элементах – малые габариты, малая масса и повышенная механическая прочность. При их производстве требуются меньшие затраты за счет применения высокопроизводительного оборудования и существенного сокращения ручного труда. Микросхемы имеют лучшие характеристики за счет идентичности параметров компонентов. Повышается надежность за счет уменьшения количества сварных соединений и снижения вероятности выхода из строя отдельных компонентов, изготовленных в едином технологическом цикле.

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 технологически проще выполнить активные компоненты цепи (диоды и транзисторы), чем пассивные элементы – резисторы, конденсаторы и индуктивности, поэтому в микроэлектронике используют возможность улучшения параметров путем введения дополнительных активных элементов.

Принципиальные схемы ИМС часто значительно сложнее своих аналогов, выполненных на дискретных компонентах.

И все же главным достоинством микроэлектроники являются малые размеры устройств и достижение высокой плотности размещения компонентов на кристалле. Степень сложности ИМС характеризуется степенью интеграции , гдеN– число элементов и компонентов, входящих в ИМС. КоэффициентКобычно округляют до ближайшего целого большего значения. В соответствии с этим ИМС первой степени интеграции содержали до 10