Гибридные и совмещенные интегральные микросхемы

Классификация интегральных микросхем. Пленочные микросхемы.

Тонкопленочные и толстопленочные пленочные ИМС.

Параметры силовой цепи мощных тиристоров.

Напряжение включения Uвкл; постоянный отпирающий ток управляющего электрода Iу.от; импульсный запирающий ток управляющего электрода Iу.э.и; импульсное запирающее напряжение на управляющем электроде Uу.э.и; удерживающий ток Iуд; ток выключения Iвыкл; время включения tвкл; максимально допустимый постоянный запираемый ток Iэ.max. Последний параметр – это наибольший анодный ток, с которого допускаетсязапирание тиристора по управляющему электроду.

Используется технология нанесения пленок из соответствующих материалов на керамику. В зависимости от вида наносимой пленки принято различать тонкопленочные и толстопленочные ИС. В первом случае толщина пленки не превышает 1 мкм. Пленки наносят путем вакуумного испарения, химического осаждения, катодного распыления и т. д. Удается создать резисторы с R от 10 Ом до 1 МОм, конденсаторы с C от 0,1 пФ до 20 нФ, катушки с L до 2мкГн, а также тонкопленочные транзисторы, аналогичные МОП – приборам. Толщина пленки толстопленочных ИС от 15 до 45 мкм. Получают с помощью шелкотрафаретной технологии, наносят нужный рисунок специальной краской. Удается получить резисторы с R от 10 Ом до 1 МОм, конденсаторы с C до 8 нФ, катушки с L до 4,5 мкГн. Активных элементов с помощью данной технологии не создают.

Интег. микросхемой (ИМС) наз. монолитное изделие, предназн. для исполнения функций заданного каскада или целой системы, компоненты которого соединены м/у собой, и которые нельзя отделить один от другого демонтажными операциями. Различ. аналоговые микросхемы, которые непрерывно отслеживают и воздействуют на сигнал, и цифровые микросхемы, которые дискретно преобразуют и обрабатывают информацию. Микросхемы классифицируют по степени интеграции, которая равна логарифму от числа деталей n, размещенных в одной ИМС: k= ln n. По методу получения различают три вида ИМС:

1. Плёночные;

а) тонкопленочные – с толщиной пленки менее 1 мкм.

б) толстопленочные – с толщиной составляющей порядка 20 мкм.

2. Полупроводниковые

3. гибридные.

Пленочные микросхемы.

Изготавливаются путем нанесения на подложку пленки через трафарет.

Резистор:выполняют нанесением на подложку пласт, содержащих никель, тантал, хром и т.д. со связующим веществом, имеют прямоугольную конфигурацию. С целью повышения сопротивления резистора его выполняют в виде соединенных др. с др. многочисленных элементарных одинаковых участков Г- образной или П- образной конфигурации. R=10 Ом…1 МОм. l- длина стороны; p - удельное сопротивление материала; b- площадь поперечного сечения; [R]= Ом/∀;

Конденсатор: имеют многослойную структуру и в общем случае образованы двумя электропроводящими пленками, между которыми выполняют слой диэлектрической пленки. Обкладки изготовлены из электропроводящих пленок, содержащих алюминий, тантал, серебро. Диэлектрическую пленку получают из различных оксидов: окиси тантала, двуокиси кремния, моноокиси германия. Емкость составляет C= 10 пФ до 20 нФ. [С]= пФ/∀;

Катушки: изготавливаются путем нанесения токопроводящих пленок на поверхность подложки. Индуктивность L <= 20 мкГн.

Широкое распространение получили гибридные ИС – интегр. схемы, в кот. применяются плёночные пассивные элементы и навесные элементы (резисторы, конденсаторы, диоды, оптроны, транзисторы), называемые компонентами ГИС. Электрические связи м/у элементами и компонентами осуществляются с помощью плёночного или проволочного монтажа.

Навесными элементами в микроэлектронике называют миниатюрные, обычно бескорпусные диоды и транзисторы, представляющие собой самостоятельные элементы. Иногда в гибридных ИС навесными могут быть и некоторые пассивные элементы, н-р, миниатюрные конденсаторы с такой большой емкостью, что их невозможно осуществить в виде пленок.

Проводники от транзистора или от других навесных элементов присоединяются к соответствующим точкам схемы чаше всего методом термокомпрессии (провод при высокой температуре прижимается под большим давлением).

Отличительной особенностью совмещенных ИМ является применение дополнительных резистивных и диэлектрических материалов наряду с кремнием, его двуокисью и чистыми металлами для межэлементных соединений, а также независимость принципа действия тонкоплёночных элементов от кремния, так как вместо изоляции р-п переходом используют более совершенную изоляцию плёнками двуокиси кремния.

Выход годных из-за большого числа операций уменьшается. Слои осаждают способами термовакуумного осаждения или катодного распыления, рисунок фотолитографией или на основе применения свободных масок.

Наибольшие технологические трудности возникают из-за температурных нагрузок при термокомпрессии и креплении кристалла к основанию корпуса (может измениться номинал тонкоплёночных интегральных элементов.

Дата добавления: 2015-06-04