Принятая терминилогия по микроэлектронике в соответствии с ГОСТ

Микросхема – микроэлектронное изделие, имеющее эквивалентную плотность монтажа не менее пяти элементов в одном кубическом сантиметре объема, занимаемого схемой, и рассматриваемое как единое конструктивное целое.

Интегральная микросхема (ИМС) – микросхема, все или часть элементов которой нераздельно связаны и электрически соединены между собой так, что устройство рассматривается как единое целое.

Полупроводниковая ИМС – ИМС, элементы которой выполнены в объеме и (или) на поверхности полупроводникового материала.

Пленочная ИМС – ИМС, элементы которой выполнены в виде пленок, нанесенных на поверхность диэлектрического материала.

Тонкопленочная ИМС – пленочная ИМС с толщиной пленок до 1 мкм.

Гибридная интегральная микросхема – ИМС, часть элементов которой имеет самостоятельное конструктивное исполнение.

Микросборка – микросхема, состоящая из различных элементов и (или) интегральных микросхем, которые имеют конструктивное оформление и могут быть испытаны до сборки и монтажа.

Подложка ИС – основание, на поверхности или в объеме которого формируются элементы ИМС.

Базовый кристалл – подложка из полупроводникового материала с набором сформированных в ней не соединенных между собой элементов, используемая для создания ИМС путем изготовления избирательных внутрисхемных соединений.

Эпитаксия – процесс выращивания слоев с упорядоченной кристаллической структурой путем реализации ориентирующего действия подложки.

Маска – трафарет, обеспечивающий избирательную защиту отдельных участков подложки при технологической обработке.

Элемент ИМС – часть ИМС, реализующая функции какого-либо радиоэлемента, выполненная нераздельно от кристалла или подложки. Элемент не может быть отделен от ИМС как самостоятельное изделие.

Компонент ИМС - часть ИМС, реализующая функции какого-либо радиоэлемента, и являющейся перед монтажом самостоятельным изделием в специальной упаковке.

1.3 Классификация и общая характеристика изделий микроэлектроники

По типу выпускаемых изделий различают:

- ИМС;

- Функциональные устройства;

- Конструктивно-вспомогательные изделия.

Элементы ИМС выполнены внутри или на поверхности общей подложки и заключены в общий корпус. Элементы создаются в едином технологическом процессе с использованием групповых методов изготовления элементов и межэлементных соединений.

Принцип работы функциональных устройств основан на использовании неэлектрических явлений в твердом теле. К таким явлениям относятся:

- Тепловые;

- Оптоэлектронные;

- Пьезоэлектрические;

- Механические;

- Акустические;

- Ионные;

- Электрохимические;

- Магнитные;

- Эффект Ганна.

Конструктивно-вспомогательные изделия предназначены для монтажа и сборки микросхем. К ним относятся:

- Многослойные печатные платы;

- Гибкие кабели;

- Микроразъемы;

- Индикаторы;

- Кнопки;

- Микропереключатели;

- Элементы конструкций.

По своим конструктивным характеристикам и надежности эти изделия должны быть близки к ИМС. Поэтому для их реализации широко используются технологии микроэлектроники.

Наиболее массовым продуктом микроэлектроники являются ИМС, и именно они характеризуют уровень технологий интегральной микроэлектроники. Классифицировать номенклатуру ИМС можно по различным критериям. Наиболее распространена классификация по конструктивно-технологическим признакам, по которым выделяют следующие типы ИМС:

- Полупроводниковые (монолитные) ИС;

- Пленочные ИС;

- Гибридные ИС.

Полупроводниковые ИС реализуются на подложках из полупроводника. В качестве материала подложки наиболее используются:

- Кремний;

- Арсенид галлия;

- Карбид кремния;

- Многокристальные ИС.

Базовым элементом ИС является транзистор. Полупроводниковые ИС могут быть реализованы на:

- Биполярных транзисторах;

- Биполярных транзисторах с диодом Шотки;

- Полевых (униполярных) транзисторах.

Пленочные ИС различаются толщиной пленок, которая определяется технологией их нанесения. Среди них выделяют:

- Толстопленочные ИМС;

- Тонкопленочные ИМС.

Толстопленочные ИМС изготавливаются путем вжигания паст определенного химического состава через трафареты на керамическую подложку. В качестве материала подложки наиболее часто используется керамика марки 22ХС. Толщина пленок составляет от единиц до десятков мкм. Проблемы толстопленочной технологии в первую очередь обусловлены неоднородностью состава паст и неоднородностью толщин получаемых пленок, что приводит к ухудшению электрических параметров схем и ухудшению их повторяемости.

Тонкопленочные ИМС получили более широкое распространение. Рисунок тонкопленочных ИМС получается путем вакуумного или гальванического осаждения проводящих материалов через трафареты. В качестве подложек используется поликор (поликристаллическая окись алюминия), ситаллы, ферриты. Толщина пленок составляет не более нескольких микрометров, что требует обеспечения высокого качества поверхности керамической подложки. Высокая чистота поверхности достигается высококачественной механической обработкой (полировка) и глазированием. При глазировании на поверхность подложки наносится тонкий слой расплавленного кварцевого стекла. Толщина стеклянного слоя обычно не превышает 100 мкм.

В гибридных ИМС пассивные элементы изготавливаются по тонкопленочной или толстопленочной технологии. При этом активные компоненты (диоды, транзисторы) представляют собой дискретные бескорпусные изделия, которые монтируются при сборке ИМС. Дискретные бескорпусные компоненты получили название "чип" – от английского "chip". Наиболее широкое распространие получили ГИС на основе тонких пленок.

Различают также ИМС по типу подложек:

- ИМС с активной подложкой. Элементы таких ИМС выполнены внутри самой подложки из полупроводникового материала.

- ИМС с пассивной подложкой. Элементы таких ИМС размещены на поверхности подложки, выполненной из диэлектрического материала.

Для полупроводниковых ИМС используют как активные, так и пассивные подложки, для пленочных и гибридных – как правило пассивные.

Сложность ИМС характеризуется степенью интеграции и плотностью упаковки.

Степень интеграции К=lgN, где N – количество компонентов и элементов ИМС, в том числе элементов, входящих в состав компонентов; вычисленное значение К округляется до ближайшего большего. Если К<=1, то ИМС называют простой (ИМС первой степени интеграции), 1<К<=2 – средней (второй степени интеграции), 2<К<=4 – большой ИС – БИС, К>4 – сверхбольшой ИС – СБИС.

Плотность упаковки элементов – количество элементов на единицу площади кристалла. Часто приводится количество транзисторов на единицу площади кристалла.