Классификация изделий микроэлектроники

Микроэлектроника подразделяется на интегральную и функциональную.

Современная микроэлектроника, главным образом, является интегральной. В основу интегральной микроэлектроники положен схемотехнический принцип. Это означает, что электрические схемы микроэлектронных изделий (микросхем) разрабатываются на базе электрорадиоэлементов (резисторов, конденсаторов, диодов, транзисторов и т.п.) и на основе теории электрических цепей. В микросхемах элементы объединяются (интегрируются) в объеме полупроводника или на поверхности диэлектрической подложки.

Микроэлектронные устройства, в которых для выполнения функций используются разные (не только электрические) физические эффекты - оптические, акустические, пьезоэлектрические, магнитные, тепловые и др. - называются устройствами функциональной микроэлектроники. В устройстве функциональной микроэлектроники невозможно выделить область, соответствующую конкретному электрорадиоэлементу.

К конструктивно-вспомогательным изделиям микроэлектроники, обеспечивающим микроминиатюрное выполнение аппаратуры, относятся миниатюрные устройства индикации, переключатели, микросоединители, гибкие кабели, коммутационные платы, дискретные микрокомпоненты.

В зависимости от функций, которые выполняют микросхемы, их разделяют на цифровые и аналоговые.

Цифровые микросхемы предназначены для преобразования и обработки сигналов, изменяющихся по закону дискретной функции. Цифровые микросхемы используются для построения логических устройств, например, электронно-вычислительных машин (ЭВМ). Сигналы (или информация) в современных ЭВМ принимают два разных значения напряжения или тока: низкий или высокий. Это соответствует в двоичной системе исчисления символам 0 и 1.

Аналоговые микросхемы предназначены для преобразования и обработки сигналов, изменяющихся по закону непрерывной функции. В аналоговых микросхемах выходные сигналы часто подобны по форме входным сигналам, например, в усилителях.

В зависимости от технологии изготовления, микросхемы могут быть

· полупроводниковые,

· пленочные

· или гибридные.

Полупроводниковые микросхемы содержат активные и пассивные элементы, которые изготовлены в одном монокристалле полупроводника. Часть соединений между элементами осуществляется в объеме, а часть - на поверхности защитного слоя кристалла.

Гибридные микросхемы содержат пленочные элементы (резисторы, конденсаторы и проводники, соединяющие элементы и компоненты) и бескорпусные активные компоненты (диоды, транзисторы и полупроводниковые микросхемы), которые размещены на поверхности диэлектрической подложки. Гибридные микросхемы могут содержать также пассивные миниатюрные компоненты: резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности и прочее.

Гибридные микросхемы по технологии изготовления делятся на тонкопленочные и толстопленочные.

В тонкопленочной схеме толщина пленок, из которых изготовляют элементы, не превышает 1 мкм. Пленки изготовляют преимущественно методами вакуумного распыления и осаждения.

Толстопленочная схема имеет толщину пленок 10...70 мкм. Элементы толстопленочной схемы изготовляются методами трафаретной печати.

Стандартизированы количественные и качественные меры оценки сложности микросхем. Степень интеграции ИС характеризуется числом элементов и компонентов, которые помещаются в ней, и оценивается как

К = lgN, где N - число элементов и компонентов ИС, а значение К округляется до ближайшего большего целого числа. Соответственно с этим ИС, например, третьей степени интеграции содержит от 101 до 1000 элементов и компонентов. При качественной оценке сложности микросхемы (малая, средняя, большая, сверхбольшая) определение зависит от числа элементов, разновидности ИС (цифровая или аналоговая), и от типа технологии ее изготовления. Взаимное соответствие качественных оценок и числа элементов микросхем представлено в табл.8.1

Таблица 8.1 Классификация микросхем по степени интеграции

Наибольшуя степень интеграции имеют полупроводниковые микросхемы на МДП-транзисторах, вслед за ними идут полупроводниковые микросхемы на биполярных транзисторах, потом тонкопленочные и, в конце концов, толстопленочные.