Полупроводниковые ИМС - Разработка ячейки вычислительного модуля на базе мультиядерного микропроцессора цифровой обработки

Полупроводниковые интегральные микросхемы получили широкое применение в основном из-за массового их использования в вычислительной технике. Все элементы и межэлементные соединения выполнены в объеме и на поверхности полупроводника.

Полупроводниковые интегральные микросхемы изготовляют на основе планарной технологии полупроводниковых приборов. Все элементы полупроводниковых ИМС (транзисторы, диоды, резисторы, конденсаторы и др.) формируют в едином технологическом потоке в тонком поверхностном слое полупроводниковой пластины (подложки) диаметром 40--150 мм и толщиной 0.2--0,4 мм [14].

На одной подложке диаметром 40--75 мм одновременно изготовляют до 1000 микросхем, после чего ее разрезают алмазным резцом или другими способами на прямоугольные пластины -- отдельные кристаллы микросхемы [15]. Кристалл микросхемы крепят к основанию корпуса и, выполнив необходимые электрические соединения с внешними выводами, герметизируют.

Различают четыре типа полупроводниковых интегральных микросхем:

    - планарно-диффузионные (однокристальные) на биполярных структурах; - совмещенные (с тонкопленочными пассивными элементами); - на МДП-структурах (металл--диэлектрик--полупроводник); - многокристальные.

В планарно-диффузионных микросхемах элементы представляют собой области с различным типом электропроводности внутри монокристаллической полупроводниковой подложки. Эти элементы изолированы друг от друга либо обратносмещенным р-n-переходом, либо слоем диэлектрического материала, например окиси кремния.

Совмещенные микросхемы (рис. 1.4) -- это сочетание полупроводниковой микросхемы с тонкопленочными элементами на подложке из кремния. Осаждение тонких пленок производят непосредственно после выполнения всех диффузионных операций; с помощью тонкопленочной технологии создают резисторы и конденсаторы. Эти элементы в микросхеме могут быть выполнены более точными по номинальным значениям по сравнению с диффузионным методом.

структура совмещенной микросхемы

Рис. 1.4 Структура совмещенной микросхемы

Поэтому совмещенную технологию используют в основном для создания аналогичных (линейных) микросхем.

Микросхемы на МДП-структурах выполняют на основе полевого транзистора с изолированным затвором, структура которого показана на рис. 1.5. В интегральных микросхемах эти транзисторы используют в качестве как активных, так и пассивных элементов (нагрузочных резисторов), что обеспечивает максимальную повторяемость и технологичность при изготовлении микросхем. Микросхемы на МДП-структурах имеют более высокую степень интеграции по сравнению с другими типами подулупроводниковых микросхем.

полевой транзистор с изолированным затвором

Рис. 1.5 Полевой транзистор с изолированным затвором

Многокристальные микросхемы состоят из отдельных компонентов, расположенных на общей подложке и соединенных между собой тонкопленочными проводниками и проволочными выводами. С целью герметизации общую подложку размешают в корпусе. Изготовление многокристальных микросхем требует меньшего числа технологических операций, поскольку все компоненты выполняются отдельно; однако эти микросхемы в условиях массового производства несколько дороже, поскольку в них трудно автоматизировать сборочные операции.

Многокристальные микросхемы обладают лучшими рабочими характеристиками, так как влияние паразитных связей в них меньше, чем в однокристальных ИМС.

Похожие статьи




Полупроводниковые ИМС - Разработка ячейки вычислительного модуля на базе мультиядерного микропроцессора цифровой обработки

Предыдущая | Следующая