8.3 Інтегральні мікросхеми

Елементною базою ЕОМ є ІМС.

ІС - цей конструктивно закінчений мікроелектронний виріб, що виконує певну функцію перетворення інформації, що містить сукупність електрично-зв'язаних між собою електро-радіоелементів, виготовлених в єдиному технологічному циклі.

Формальне визначення" ІС" дане в ГОСТ 17021-88.

Термін" ІС" відбиває:

 1. Конструктивну інтеграцію, тобто об'єднання електро-радіоелементів (ЕРЕ) в одну конструкцію;

 2. Схемотехнічну інтеграцію, тобто виконання функцій більш складних у порівнянні з функціями окремих ЕРЕ;

 3. Технологічну інтеграцію - створення всіх ЕРЕ і сполучень в єдиному технологічному циклі.

Термінологія:

В ІС розрізняють елементи і компоненти.

Елемент ІС - це її невіддільний складник, що виконує функцію електро-радіоелемента. Тому T, D, C, R ІС називають інтегральними.

Компонент ІС - це її частина, що також виконує функцію ЕРЕ, але може бути виконана як самостійний виріб.

Якщо T, D, C, R виробляють окремо, то їх називають дискретними ЕРЕ.

Показником складності ІС є ступінь інтеграції, що характеризується числом в ній елементів і компонентів:

K = lg N , K - ступінь інтеграції (округлюють до найближчого цілого);

N - число елементів і компонентів.

Розрізняють:

 1-а ступінь інтеграції до 10 елементів ;

 2-а ступінь інтеграції до 10^2 елементів ;

 3-я ступінь інтеграції до 10^3 елементів ;

 4-а ступінь інтеграції до 10^4 елементів ;

 5-а ступінь інтеграції до 10^5 елементів ;

 6-а ступінь інтеграції до 10^6 елементів ;

K=1..2 - МІС (І, АБО, Т, посилювач, фільтр);

K=2..3 - СІС (PG, CТ, DC, ПЗУ);

K=3..4 - ВІС (АЛУ, ОЗУ, ДПЗУ);

K=5..7 - НВІС (ЕОМ);

(3 - зв'язане з технологією, наприклад, біполярна або МОП. Наприклад, ВІС - це > 500 елементів за біполярною або > 1000 елементів за МОП-технологією).

8.4 Гібридні плівкові мікросхеми

ГПМС - ІС, в яких використовуються навісні дискретні компоненти і плівкові елементи. Звичайно навісними є активні елементи (Т, D). R, C, L і провідники виконуються у вигляді плівок. ГПМС - це спеціалізована ІС. Всі елементи розташуються на діелектричній підложці. Розрізняють тонко плівкові (<1мкм) і товсто плівкові (>1мкм) ГПМС.

9. Елементи гпмс

1. Підложка - конструктивна основа ГПМС. Матеріал підложки повинен мати високі ізоляційні властивості, високе значення питомого опору, малу діелектричну проникливість, високу електричну міцність, теплопровідність та ін.

Цим вимогам задовольняють скло, ситалл (основний матеріал, виробляють зі скла), кераміка, сапфір та ін. (Для тонко плівкової технології - звичайно ситалл, для товсто плівкової - кераміка).

Розміри підложок уніфіковані. Поверхня підложки повинна мати деяку шорсткість, але не нижче 12-14 класу для тонких плівок, і 8-10 класу для товстих.

2. Плівкові резистори - площадка з резистивної плівки, що перекривається на протилежних ділянках контактними площадками з провідної плівки. Опір резистору визначається формою контуру і контактних площадок.

Конструкція R:

 прямокутна

• а) Кф > 1

• б) Кф <1 (низькоомні) :

 резистори складної форми - Кф >= 10

• а) Г-образні:

• б) П-подібні :

• в) типу "меандр"

Матеріал для резистивних плівок повинен мати високий питомий опір, малий ТКО, термостійкість, високу стабільність, високе відтворювання параметрів, добру адгезію, хімічну інертність до підложки і контактних плівок.

Для виготовлення низькоомних R використовують хром, ніхром (Ni+Cr), сплав МТЛ-3М (сплав Si+Cr+Fe+W).

Високоомні R - кермет (особливо SiO+Cr, відповідно 50% або 90% SiO).