.

Основы микроэлектроники

Эта область электроники, которая охватывает проблемы исследования, конструирования, изготовления и применения микроэлектронных изделий. Электронное устройство – это устройство с с высокой степенью интеграции. Основные принципы – групповой метод и планарная технология.

Различают основные типы микроэлектронных изделий :

  • интеграционная схема
  • функциональные компоненты
  • микрокомпоненты (сопутствующие) – печатные платы, индукционные пленки…

Эти элементы должны быть совместимы по конструкции, областям применения и для практической реализации применяют технологические приемы микроэлектроники  Классификация интегральных схем (ИС)  Был разработан стандарт ГОСТ 17.021-88 Для классификации ИС можно использовать разные критерии :

  • степень интеграции
  • физический принцип работы активных элементов
  • быстродействие
  • заполняющая функция

Наиболее распространенная классификация по конструктивно-технологическим признакам, так как в названии микросхем содержится информацию о ее конструкции и технологии изготовления.

По конструктивно-технологическим признакам признакам ИС делятся на :

  • полупроводниковые
  • пленочные
  • гибридные

Полупроводниковая ИС – это ИС, все элементы и межэлементные соединения которой выполнены в объеме или поверхности полупроводникового материала.

Пленочная ИС – это ИС, все элементы и межэлементные соединения которой выполнены из пленок (R, C, L); в зависимости от толщины пленок и способов создания элементов микросхем делятся на тонко- и толсто- пленочные (тонко- толщина пленки не больше 1 микрона; толсто- толщина от 10 до 70 микрон).

Гибридные ИС – в качестве активных элементов используются навесные дискретные полупроводники или ИМС; в качестве пассивных элементов – пленочные (R, C, L) и соединяющие их пленочные проводники; механической основой является диэлектрическая подложка.

Совмещенные микросхемы – все активные и часть пассивных изготавливаются по полупроводниковым технологиям , а часть пассивных по тонкопленочной. Полупроводниковая пластина – заготовка из полупроводникового материала, предназначенная для изготовления полупроводниковых ИМС. Кристалл – это часть полупроводниковой пластины, в объеме и на поверхности которой сформированы элементы ИМС, межэлементные соединения и контактная площадка. Базовый кристалл ИС – это часть полупроводниковой пластины с определенным набором сформированных элементов, в том числе электрически соединенных или не соединенных между собой, используемые для создания ИС путем изготовления межэлементных соединений. Базовый матричный кристалл ИМС с регулярным в виде матрицы расположением базовых ячеек. 

Простые и сложные микросхемы  В настоящее время стандартизированные количественные и качественные меры определения сложности микросхем, согласно ГОСТ 17.021-88, степень интеграции ИМС определяется как показатель степени сложности  ИС , характеризующийся числом содержащихся в ней элементов или компонентов. Для характеристики степени интеграции используют коэффициент К = lg N (где N – число элементов). Количественная степень интеграции определяется числом логических элементов, то есть вентилей. Под качественной оценкой сложности микросхем понимают : определение зависит не только от числа элементов и компонентов в МС, но и технологии изготовления, а также функции назначения интегральных схем. По степени интеграции при качественной оценке ИМС делятся на МИС (1-2), СИС (2-3), БИС, СБИС.

Заказная ИМС – это ИМС, разработанная на основе стандартных или специально созданных элементов и узлов, созданных по функциональной схеме заказчика и предназначенных для определенной аппаратуры.

Полузаказная ИМС – разрабатывается на основе базовых, в том числе матричных кристаллов, и  предназначена для определенной аппаратуры.

К ИМС частного применения относятся ИМС, предназначенные для использования в конкретной аппаратуре и изготавливаемые на предприятии ее производящем.

Микросборка – это микроэлектронные изделия, выполняющие определенную функцию и состоящие из элементов, компонентов и ИМС, а также других ЭРЭ, находящихся в различных сочетаниях.

По технологическому исполнению микросборка не отличается от ГИС, но в отличие от ГИС они не выпускаются как самостоятельные изделия, а только для частного применения для конкретной аппаратуры.

Микроблок – микроэлектронные изделия, которые могут содержать ИМС и микросборки.