Пленочные и гибридные ИМС - Разработка ячейки вычислительного модуля на базе мультиядерного микропроцессора цифровой обработки

В пленочных интегральных микросхемах элементы реализуются в виде пленок различной конфигурации из разных материалов. В зависимости от толщины используемых пленок и способа их нанесения различают тонкопленочные и толстопленочные ИМС.

Все элементы пленочной ИМС и соединения между ними наносят в определенной последовательности и требуемой конфигурации через трафареты на нагретую до соответствующей температуры полированную подложку (обычно из керамики). ИМС, в которых пассивные элементы (резисторы, конденсаторы) выполнены в виде пленок, а активными являются полупроводниковые приборы или кристаллы микросхем, называют гибридными. При изготовлении тонкопленочных резисторов в качестве материалов применяют хром, нихром, тантал, металлокерамические смеси, при изготовлении тонкопленочных конденсаторов -- моноокись кремния и германия, окись тантала, а также органические пленки. Для получения проводников и контактных площадок используют медь, алюминий, золото, никель и другие материалы.

В настоящее время не существует стабильных пленочных активных элементов (диодов и транзисторов), так как возникают большие трудности при изготовлении качественных монокристаллических полупроводниковых пленок. Так, получаемые напылением в вакууме монокристаллические полупроводниковые пленки на изолирующей подложке, несмотря на принимаемые меры, содержат нежелательные примеси, приводящие к нестабильности и малому сроку службы активных элементов.

При изготовлении гибридных ИМС активные элеценты размещают на плате с пассивными элементами, представляющей собой тонкопленочную либо толстопленочную ИМС. В качестве активных элементов в гибридных ИМС применяют дискретные полупроводник новые миниатюрные элементы (диоды и транзисторы), а также диодные и транзисторные матрицы.

Активные элементы дли гибридных ИМС применяют или бескорпусными, поверхность которых защищена с помощью специальных защитных покрытий (лаки, эмали, смолы, компаунды и т. д.), или в миниатюрных металлических корпусах.

Наиболее распространенная конструкция толстопленочной интегральной микросхемы представляет собой керамическую подложку с пассивными и активными элементами, армированную иеобходимым количеством выводов, закрытую со стороны электрической схемы металлическим колпачком и залитую с обратной стороны изолирующим компаундом.

К достоинствам микросхем на толстых пленках относятся сравнительно меньшие сложность и стоимость оборудования для их изготовления, малые затраты при эксплуатации оборудования и более широкие возможности массового производства. Из схемотехнических преимуществ, следует указать на возможность изготовления резисторов больших номиналов. Недостатком микросхем на толстых пленках является трудность получения конденсаторов большой емкости (более 0.2 мкФ/см2).

Основные преимущества гибридных интегральных микросхем: возможность создания широкого класса цифровых и аналоговых микросхем при сравнительно коротком цикле их разработки: возможность получения пассивных элементов широкой номенклатуры с жесткими допусками; универсальность метода конструирования микросхем, позволяющая применять в качестве активных элементов бескорпусные интегральные микросхемы, МДП-приборы, диодные и транзисторные матрицы и т. д.; сравнительно высокий процент выхода годных микросхем.

Похожие статьи




Пленочные и гибридные ИМС - Разработка ячейки вычислительного модуля на базе мультиядерного микропроцессора цифровой обработки

Предыдущая | Следующая