Микроэлектроника что это такое


Микроэлектроника. Основные понятия и термины

Современный научно-технический прогресс тесно связан с развитием микроэлектроники. Успехи электроники является результатом создания различных по своим свойствам полупроводниковых приборов.

Электроника — наука о взаимодействии электронов с электромагнитными полями и методы создания электронных приборов и устройств, в которых это взаимодействие используется для преобразования электромагнитной энергии, передачи, обработки и хранения информации. Электроника изучает принципы построения, работы и области использования электронных приборов и устройств.

Приведем классификацию основных отраслей электроники.

  • Физическая электроника — отрасль электроники, изучает электронные и ионные процессы в вакууме, газах и полупроводниках, на границе раздела вакуум-газ или жидкое тело — твердое тело.
  • Техническая электроника — отрасль электроники, изучающая строение электронных приборов и процессы их изготовления.
  • Промышленная электроника — отрасль электроники, изучает использование электронных приборов в промышленности и аппаратуре.

Главными этапами развития электроники являются: вакуумная (электронные лампы, электровакуумные, фото-электронные приборы, рентгеновские и газоразрядные трубки) твердотельная (полупроводниковые и оптоэлектронные приборы, интегральные микросхемы, микропроцессоры, микроЭВМ ) квантовая (лазеры, мазеры, дальномеры, линии оптической связи, радиоастрономия, голография).

Микроэлектроника — отрасль науки, которая охватывает проблемы исследования, конструирование, изготовление и использование микроэлектронных изделий, причем под микроэлектронным изделием понимают электронное устройство с высокой степенью интеграции.

Микроминиатюризация — это направление электроники, который обеспечивает реализацию электронных схем, блоков и аппаратуры в целом с использованием микроминиатюрных радиодеталей и узлов.

Можно выделить шесть периодов развития интегральных микросхем. Первый период приходится на начало 60-х годов, он характеризуется низкой степенью интеграции, количество элементов ИМС достигает 100, минимальный размер элемента — 100 мкм. Второй период — конец 60 — начало 70-х годов, количество элементов ИМС от 100 до 1000, минимальный размер элемента — 100 — 3 мкм. Третий период развития ИМС — вторая половина 70-х годов, — характеризуется быстрым темпам производства микросхем, количество элементов от 1000 до 10000, минимальный размер элемента — 1 мкм. Четвертый период приходится на начало 80-х годов, он характеризуется разработкой сверхбольших ИМС, минимальный размер элемента — 0,1 мкм. На пятом этапе  развития ИМС — 80 — 90-е годы широко используются микропроцессоры на базе больших и сверхбольших интегральных микросхем. Современный шестой этап развития ИМС характеризуется дальнейшим развитием и применением приборов функциональной электроники.

Классификация, характеристика и система условных обозначений основных типов интегральных микросхем (ИМС)

Бурное развитие микроэлектроники, усложнения радиоэлектронной аппаратуры привели к необходимости совершенствования и создания новых микроэлектронных изделий с большим количеством элементов. Появились  интегральные микросхемы (ИМС) — микроэлектронные изделия, выполняющие функцию обработки сигнала и (или) накопления информации, которые имеют высокую плотность размещения конструктивно неразделимых и электрически соединенных элементов, компонентов и кристаллов, которые по требованиям к испытаниям, приемке, поставке и эксплуатации рассматриваются как неделимые. Преимуществами ИМС являются: малые размеры, масса и потребляемая мощность, высокие надежность и быстродействие.

Элемент ИМС — конструктивно неотделимая часть ИМС, которая реализует функцию одного из радиоэлементов (например, диода, транзистора, резистора, конденсатора) и по требованиям к испытаниям, приемке, поставке и эксплуатации не может рассматриваться как самостоятельное изделие, поэтому его нельзя испытывать, упаковывать и эксплуатировать.

Компонент ИМС — часть ИМС, которая реализует функцию одного из радиоэлементов и относительно требований к испытаниям, приемке, поставке и эксплуатации может быть выделена как самостоятельное изделие. Компоненты изготавливают отдельно и устанавливают в микросхему при выполнении сборочных операций. К простым компонентам относятся безкорпусные диоды, транзисторы, конденсаторы, резисторы, малогабаритные индуктивности и трансформаторы и тому подобное. Сложные компоненты — это бескорпусные ИМС, функциональные микросхемы и др.

Базовый кристалл ИМС — конструктивно выделенная часть полупроводниковой пластины с определенным набором сформированных элементов, электрически соединенных и (или) не соединенных между собой, которая используется для создания ИМС посредством изготовления межэлементных соединений.

Классификация изделий микроэлектроники:

Интегральные

микросхемы

Функциональные приборы

и микросхемы

Микрокомпоненты
полупроводниковые тепловые многослойные печатные платы
пленочные оптоэлектронные кабели
совместимые электрохимические индикаторы
БИС механические микропереключатели
СВЧ-ИМС на эффекте Ганна элементы конструкций
микропроцессоры ионные
пьезокерамические акустические

Для классификации ИМС можно использовать различные критерии: степень интеграции, физический принцип работы активных элементов, выполняемую функцию, быстродействие, потребляемую мощность, применимость в аппаратуре и др.

По степени интеграции интегральные микросхемы делятся на типы: простые (не больше 10 элементов) средняя (от 10 до 100 элементов); большие (БИС) (от 100 до 1000 элементов; сверхбольшие (СБИС) — более 1000 элементов.

По характеру функций, которые они выполняют : цифровые микросхемы (триггеры, шифраторы, компараторы) аналоговые микросхемы (усилители, генераторы сигналов).

Но наиболее распространенной является классификация по конструктивно-технологическим признакам, так как при этом в названии микросхемы содержится общая информация о ее конструкцию и технологию изготовления.

Полупроводниковой интегральной микросхемой называется ИМС, все элементы и межэлементные соединения которой выполнены в объеме или на поверхности полупроводника. Полупроводниковая интегральная микросхема чаще всего представляет собой кристалл кремния, в поверхностном слое которого с помощью методов полупроводниковой технологии сформированы области, которые эквивалентны элементам электрической схемы, и соединения между ними.

Пленочной интегральной микросхемой называется ИМС, все элементы и межэлементные соединения которой выполнены в виде пленок. Пленочные ИМС имеют подложку (плату) из диэлектрика (стекло, керамика и др.). Подложки представляют собой диэлектрические пластинки толщиной 0,5-1,0 мм, тщательно отшлифованы и отполированы.

Гибридной интегральной микросхемой называется ИМС, в которой пассивные элементы пленочные, а активные дискретные. Дискретные элементы — это миниатюрные, чаще всего бескорпусные диоды и транзисторы, представляющие собой самостоятельные элементы, которые приклеиваются (припаиваются) в соответствующих местах к подложке и соединяются тонкими проводниками с пленочными элементами схемы. Гибридные ИМС применяются часто как части высокочастотных усилительных каскадов.

Большая ИМС (БИС) — это микросхема, содержащая более 1000 элементов и (или) компонентов для цифровых и более 500 — для аналоговых ИМС. В БИС применяются многослойные структуры с несколькими подкладками, которые расположены параллельно друг другу в несколько этажей. Такая система соединения элементов называется многоуровневым или многослойным разведением.

Сверхбольшая ИМС (СБИС) -содержит более 100 тыс. элементов и (или) компонентов для цифровых ИМС с нерегулярной структурой построения и более 10 тыс. — для аналоговых ИМС. К цифровых ИМС с регулярной структурой построения относятся схемы запоминающих устройств. Большие и сверхбольшие ИМС являются сложными микросхемами, в которых реализуются блоки и даже целые системы. По этим причинам они не имеют широкой универсальности и предназначены преимущественно для конкретных типов аппаратуры.

Гибридная БИС (ГБИС) — это микроэлектронные устройства высокой степени интегрированности, при изготовлении которого компонуют пленочную многослойную коммутационную плату на диэлектрической подложке и бескорпусные дискретные компоненты и ИМС, изготовленные отдельно. Гибридный способ создания БИС является универсальным, так как он сочетает преимущества пленочной и полупроводниковой технологий, обеспечивает возможность использования ИМС, различающихся как по функциональному назначению, так и по конструктивному исполнению.

Все интегральные микросхемы подвергают герметизации для их защиты от внешних воздействий. По конструктивно-технологическим признакам герметизации различают корпусные (вакуумная герметизация) и бескорпусные (покрытие эпоксидным или другими лаками) ИМС. По признаку использования в аппаратуре — изделия широкого и специального применения (на заказ потребителя).

Важной конструктивной признаком интегральной микросхемы является тип подложки. По этому признаку все известные ИМС можно разделить на два класса: микросхемы с активной подкладкой, микросхемы с пассивной подкладкой. К первому классу относят микросхемы, в которых все элементы или их часть выполнена внутри самой подложки — пластины из полупроводникового материала, а ко второму — микросхемы, элементы которых расположены на поверхности подложки, выполненной из диэлектрического материала.

В таблице ниже приведена классификация интегральных микросхем по конструктивно-технологическим признакам. Для ИМС любого типа основными и наиболее сложными элементами являются транзисторы, по физическому принципу делятся на биполярные и униполярные. В полупроводниковых интегральных микросхемах применяют биполярные и полевые транзисторы, изготовленные по планарной технологии. В гибридных ИМС — бескорпусные дискретные биполярные и полевые транзисторы, изготовленные на основе кремния по эпитаксиально-планарной технологии, диоды, бескорпусные микросхемы (чипы).

Классификация ИМС по конструктивно-технологическим признакам:

НИМС ПИМС ГИМС БИС СВЧ
на основе арсенид галлия тонкопленочные тонкопленочные с активными и пассивными дискретными элементами
на основе кремния толстопленочные тонкопленочные с активными и пассивными дискретными элементами СБИС
на основе карбида кремния ГБИС
многокристальные

Интегральные микросхемы стали основой элементной базы для всех видов электронной аппаратуры. Для конструирования различной аппаратуры (цифровой, аналоговой и аналогово-цифровой) необходимы не отдельные микросхемы, а функционально полные системы (серии) микросхем.

Поэтому элементную базу микроэлектронной аппаратуры составляют серии ИМС — совокупность микросхем, выполняющих различные функции, имеют единую конструктивно-технологическую основу и предназначены для применения в разнообразной аппаратуре.

Под типономиналом интегральной микросхемы понимают ИМС, которая имеет конкретное функциональное назначение и свое условное обозначение.

Состав серии определяется в основном функциональной полнотой отдельных микросхем, удобством построения сложных устройств и систем и типом стандартного корпуса.

Все интегральные микросхемы, выпускаемые в соответствии с принятой системы условных обозначений, по конструктивно-технологическим исполнением делятся на три группы: полупроводниковые, гибридные и другие.

www.polnaja-jenciklopedija.ru

микроэлектроника - это... Что такое микроэлектроника?

  • микроэлектроника — микроэлектроника …   Орфографический словарь-справочник

  • МИКРОЭЛЕКТРОНИКА — область электроники, охватывающая проблемы создания электронных устройств в микроминиатюрном интегральном исполнении. В М. используются различные св ва тв. тела, особенно полупроводников, для создания функциональных блоков и узлов, связанных… …   Физическая энциклопедия

  • МИКРОЭЛЕКТРОНИКА — МИКРОЭЛЕКТРОНИКА, электронные системы, в конструкции которых отсуствует проводка и другие громоздкие составляющие. Они позволяют достигнуть высокой плотности размещения элементов, что в целом уменьшает объем входящих в их состав узлов. Начало… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • МИКРОЭЛЕКТРОНИКА — (интегральная электроника) область электроники, связанная с созданием и применением в радиоэлектронной аппаратуре узлов и блоков, выполненных на интегральных схемах и микроминиатюрных конструктивно вспомогательных изделиях (разъемах,… …   Большой Энциклопедический словарь

  • микроэлектроника — сущ., кол во синонимов: 1 • электроника (7) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 …   Словарь синонимов

  • микроэлектроника — — [http://www.eionet.europa.eu/gemet/alphabetic?langcode=en] EN microelectronics The technology of constructing circuits and devices in extremely small packages by various techniques. Also known as microminiaturization; microsystem… …   Справочник технического переводчика

  • МИКРОЭЛЕКТРОНИКА — область (см.), занимающаяся изучением, разработкой, созданием и применением узлов, блоков, приборов и устройств в микроминиатюрном исполнении, в т.ч. в виде интегральных (см.). Основные виды таких устройств: полупроводниковые, тонкоплёночные,… …   Большая политехническая энциклопедия

  • Микроэлектроника — Кремниевые пластины с готовыми микросхемами перед разрезанием на отдельные кристаллы Микроэлектроника  подраздел электроники, связанный с изучением и производством эле …   Википедия

  • Микроэлектроника —         область электроники (См. Электроника), занимающаяся созданием электронных функциональных узлов, блоков и устройств в микроминиатюрном интегральном исполнении. Возникновение М. в начале 60 х гг. 20 в. было вызвано непрерывным усложнением… …   Большая советская энциклопедия

  • микроэлектроника — и; ж. Область электроники, занимающаяся созданием миниатюрных радиоэлектронных устройств и их использованием. Достижения микроэлектроники. * * * микроэлектроника (от микро... и электроника), направление электроники, связанное с созданием приборов …   Энциклопедический словарь

dic.academic.ru

1. Общая характеристика микроэлектроники .

Микроэлектроника – это раздел электроники, охватывающий исследования и разработку качественно нового типа электронных приборов – интегральных микросхем и принципов их применения.

Основной задачей микроэлектроники является комплексная микроминиатюризация электронной аппаратуры – вычислительной техники, аппаратуры связи, устройств автоматики. Микроэлектронная технология позволяет резко расширить масштабы производства микро-электронной аппаратуры, создать мощную индустрию информатики, удовлетворить потребности общества в информационном обеспечении.

Интегральные микросхемы (ИС), являющиеся элементной базой микроэлектроники, предназначены для реализации подавляющего большинства аппаратурных функций. Их элементы, аналогичные обычным радиодеталям и приборам, выполнены и объединены внутри или на поверхности общей подложки, электрически соединены между собой и заключены в общий корпус. Все элементы или их часть создаются в едином технологическом процессе с использованием групповых методов изготовления.

Элементы полупроводниковой интегральной микросхемы – транзисторы, диоды, резисторы, конденсаторы – представляют собой совокупность различных полупроводниковых структур.

К таким полупроводниковым структурам относятся контакты металл-полупроводник, электронно-дырочные переходы, структуры металл-диэлектрик-полупроводник (МДП). Физические явления и процессы в таких полупроводниковых структурах хорошо изучены и детально рассмотрены в научной и учебной литературе.

2. Основные направления развития микроэлектроники

На современном этапе электроника ускоренными темпами развивается в обоих традиционных направлениях: приборном и аппаратурном. С одной стороны, идет развитие самой электронной техники: совершенствуются приборы, такие как диоды, транзисторы, другие электронные приборы и создаются их новые классы. С другой стороны, на базе новых электронных приборов разрабатываются и выпускаются новые виды электронной аппаратуры для разнообразных областей применения.

Микроэлектроника явилась качественным результатом непрерывной миниатюризации электронной аппаратуры, стандартизации и унификации ее отдельных частей. Еще в эпоху электровакуумной электроники предпринимались шаги для уменьшения габаритов элементов электронной аппаратуры и создания конструктивно законченных унифицированных фунциональных узлов. Под последними понимают группы электронных элементов, способных выполнять определенные функции обработки сигналов: усиление, формирование, преобразование, генерирование и т.п. Такие конструктивно законченные узлы приобрели наименование модулей Создание ИС привело не только к техническому развитию электронных устройств в направлении их миниатюризации и уменьшения веса, но и явилось началом тех больших социальных изменений, которые обусловили современную революцию в микроэлектронике.

3. Современная микроэлектроника и перспективы ее развития

Перед микроэлектроникой стоят задачи:

1. Повышать качество уже выпускаемых изделий – надежность, снижение стоимости, рост % выхода.

2. Совершенствовать параметры изделий.

Для этого нужно:

1) Увеличивать степень интеграции

2) Увеличивать быстродействие

3) Снижать рассеиваемую мощность

Это позволит увеличить объем обрабатываемой информации.

Важнейший вопрос – увеличение степени интеграции, что сводится к уменьшению размеров элементов конструкции ИС. Существует два вида ограничений :

а) физические

б) технологические.

Статистическая воспроизводимость технологического процесса.

Пусть l – размер конструктивного элемента.

При l >> a, a – атомный размер, постоянная решетки (а ≅ 3Å)дискретность атомов не проявляется, тогда размер l макроскопичен. Материал рассматривается, как непрерывная среда.

При l ≅ a размер микроскопичен. Каждый атом или небольшая группа атомов рассматривается как самостоятельный объект.

При l = (10 –100)a объект мезоскопичен. Свойства такого объекта статистически неустойчивы. Или, другими словами: мезоскопические эффекты связаны со статической неопределенностью свойств изучаемых объектов.

Перспективы развития технологии цифровых ИС.

ГОДЫ

1992

1995

1998

2001

2004

2007

2010

Мин. размер, мкм

0.50

0.35

0.25

0.18

0.13

0.10

0.07

Площадь ИС (логика), см2

2.5

4.0

6.0

8.0

10.0

12.5

16.2

Площадь ИС (память), см2

1.3

2.0

3.2

5.0

7.0

10.0

14.0

Плотность дефектов, 1/см2

0.1

0.06

0.03

0.01

studfiles.net

Что такое Микроэлектроника

Значение слова Микроэлектроника по Ефремовой:

Микроэлектроника — Область, связанная с разработкой и изготовлением приборов и устройств в миниатюрном исполнении (в том числе в виде интегральных схем) (в электронике).

Микроэлектроника в Энциклопедическом словаре:

Микроэлектроника — (интегральная электроника) — область электроники,связанная с созданием и применением в радиоэлектронной аппаратуре узлов иблоков, выполненных на интегральных схемах и микроминиатюрныхконструктивно-вспомогательных изделиях (разъемах, переключателях и т. д.),часто с использованием различных функциональных приборов (опто-, акусто-,криоэлектронных, ионных, тепловых и др.). Сформировалась в нач. 60-х гг.20 в. Развивается в направлении уменьшения размеров элементов, размещаемыхна поверхности или в объеме кристалла (чипа) отдельных интегральных схемах(на 1990 для наиболее распространенных ИС — кремниевых — эти размерыдоведены до 0,2-1 мкм), повышения степени их интеграции (до 107 элементовна кристалл), увеличения максимальных размеров кристалла (до 80-100 мм2).

Определение слова «Микроэлектроника» по БСЭ:

Микроэлектроника — область электроники, занимающаяся созданием электронных функциональных узлов, блоков и устройств в микроминиатюрном интегральном исполнении. Возникновение М. в начале 60-х гг. 20 в. было вызвано непрерывным усложнением функций электронной аппаратуры, увеличением габаритов и повышением требований к её надёжности. Применение в отдельных устройствах нескольких тысяч и десятков тысяч самостоятельно изготовленных электронных ламп, транзисторов, конденсаторов, резисторов, трансформаторов и др., сборка их путём соединения выводов пайкой или сваркой делали аппаратуру громоздкой, трудоёмкой в изготовлении, недостаточно надёжной в работе, требующей значительного потребления электроэнергии и т. д. Поиски путей устранения этих недостатков привели к появлению новых конструктивно-технологических направлений создания электронной аппаратуры: печатного монтажа, модулей и микромодулей, а затем и интегральных схем (на базе групповых методов изготовления).Используя достижения в области физики твёрдого тела и особенно физики полупроводников, М. решает указанные проблемы не путём простого уменьшения габаритов электронных элементов, а созданием конструктивно, технологически и электрически связанных электронных структур — функциональных блоков и узлов. В них согласно принципиальной схеме конструктивно объединено большое число микроминиатюрных элементов и их электрических соединений, изготавливаемых в едином технологическом процессе. Такой процесс, ставший возможным благодаря предложенному в 1959 планарному процессу получения полупроводниковых (ПП) приборов, предполагает применение исходной общей заготовки (обычно в виде пластины из ПП материала) для большого числа (&sim. 100-2000) одинаковых электронных функциональных узлов, одновременно проходящих последовательный ряд технологических операций в идентичных условиях (рис. 1).Т. о., каждый такой узел получают не в результате сборки из дискретных элементов, а в итоге поэтапной групповой интегральной обработки многих одинаковых узлов на одной пластине. В процессе обработки отдельным участкам ПП материала придаются свойства различных элементов и их соединений, в целом образующих изготавливаемый узел. Полученный микроминиатюрный узел, отделённый от пластины и помещенный в корпус, называется интегральной микросхемой, или интегральной схемой (ИС). В связи с этим в М. изменяется само понятие элемента. Практически элементом становится ИС как неделимое изделие, состоящее из 5 элементов и более. ИС характеризуется уровнем интеграции — числом простейших элементов в ней.В силу специфики — исключительно высокой точности проведения технологических процессов и большого числа операций — для изготовления микроэлектронных изделий требуются разнообразные высококачественные ПП и другие материалы и прецизионное технологическое оборудование. Базовым ПП материалом служит монокристаллический кремний. Технологическое оборудование должно обеспечить изготовление элементов ИС с точностью их размеров в пределах единиц и долей микрометра.В соответствии с используемыми конструктивно-технологическими и физическими принципами в М. может быть выделено несколько взаимно перекрывающихся и дополняющих друг друга направлений: Интегральная электроника, вакуумная микроэлектроника, Оптоэлектроника и Функциональная электроника. Наибольшее развитие получила интегральная электроника. С её появлением открылись широкие возможности микроминиатюризации радиоэлектронной аппаратуры, начался процесс создания аппаратуры третьего поколения — с применением ИС (первое поколение — на электровакуумных приборах, второе — на ПП приборах). Область применения ИС простирается от вычислительной техники и космических систем до бытовой аппаратуры. Темпы роста производства ИС исключительно высоки. Мировая промышленность в 1972 выпустила более 1 млрд. ИС.На базе групповых методов изготовления, путём формирования необходимого количества электронных элементов и электрических связей между ними в объёме одного ПП кристалла были впервые созданы (1959-61) полупроводниковые ИС. В их производстве наиболее распространена планарно-эпитаксиальная технология, заимствованная из производства дискретных ПП приборов (см. Полупроводниковая электроника) и отличающаяся от него лишь дополнительными операциями по электрической изоляции отдельных элементов на ПП пластине и соединению всех элементов в кристалле в единый функциональный узел.Для изоляции используются методы создания вокруг элемента области ПП материала с противоположным типом проводимости (при этом образуется изолирующий р-n-переход, см. Электронно-дырочный переход) или слоя диэлектрика, например двуокиси кремния. Основные технологические операции планарно-эпитаксиальной технологии: механическая и химическая обработка ПП пластин. эпитаксиальное наращивание на пластине слоя с необходимыми электрофизическими свойствами (типом проводимости, удельным сопротивлением и т. д.). Фотолитография. легирование (например, посредством диффузии или ионного внедрения). нанесение металлических плёнок — электродов, соединительных дорожек, контактных площадок (рис. 2).Из всех перечисленных этапов технологического процесса наиболее ответственным является фотолитография. Она обеспечивает проведение избирательной обработки отдельных участков ПП пластины, например вытравливание «окон» в окисной плёнке на пластине для проведения диффузии примесей. В этом процессе используется светочувствительный лак — Фоторезист. Плёнка фоторезиста, нанесённая на ПП пластину, облучается ультрафиолетовым светом через приложенную плотно к пластине фотомаску — т. н. фотошаблон, который представляет собой стеклянную пластинку с выполненным на ней повторяющимся рисунком, образованным непрозрачными и полупрозрачными участками (чаще всего слоя хрома). После облучения плёнка фоторезиста подвергается селективному травлению, в результате чего на ПП пластине воспроизводится рисунок фотошаблона. Экспонирование фоторезиста проводится также и бесконтактным способом: проецированием рисунка на пластину. Перспективен метод экспонирования заданного рисунка электронным лучом (электронолитография).При изготовлении полупроводниковых ИС требуется неоднократное проведение фотолитографического процесса с воспроизведением на пластине совмещающихся между собой различных рисунков. Для этого обычно используется набор из 7-8 фотошаблонов. Проектирование и изготовление фотошаблонов требует особо высокой точности и соблюдения в производственных цехах условий вакуумной гигиены (не более 3-5 пылинок размером около 0,5 мкм на 1 л воздуха): для получения сотен элементов микронных размеров в сотнях идентичных ИС, изготавливаемых одновременно на одной ПП пластине, фотошаблоны должны обеспечивать воспроизводимость размеров от одного рисунка к другому и их взаимную совмещаемость. Поэтому при проектировании и изготовлении фотошаблонов используется сложное прецизионное оборудование: координатографы с программным управлением от ЭВМ для вычерчивания оригинала рисунка с увеличением в сотни раз. различной конструкции фотоштампы для уменьшения рисунка-оригинала и его мультиплицирования (размножения).Для формирования структур элементов в исходной ПП пластине проводится легирование примесями участков, подготовленных на этапе фотолитографии. Основным методом легирования является диффузия, например при помещении пластины кремния на некоторое время в пары примеси при температуре 1100-1200°C. Точность поддержания температуры, постоянство концентрации примеси у поверхности пластины, длительность процесса определяют распределение примеси по толщине пластины и соответственно параметры формируемого элемента. Кроме диффузии, легирование может производиться ионным внедрением (бомбардировкой пластины ионизированными атомами примеси), которое является новым технологическим направлением, дополняющим и частично заменяющим диффузию. Полупроводниковые ИС имеют высокий уровень интеграции (до 10 000 элементов и более в одном ПП кристалле).Совершенствование технологии изготовления активных (диодных и транзисторных) элементов на пластинах ПП материала путём перехода на групповые методы стимулировало развитие техники печатного монтажа и плёночной технологии создания пассивных (резистивных, ёмкостных) микроминиатюрных компонентов, что послужило основой для разработки плёночных ИС. Плёночные ИС, как правило, являются чисто пассивными, т. к. нанесение монокристаллических ПП плёнок для формирования активных элементов не обеспечивает необходимого их качества. Основой для плёночной ИС служит диэлектрическая, например керамическая, подложка. Различают толстоплёночную технологию изготовления ИС — нанесение слоев проводящих, резистивных и диэлектрических паст толщиной от 1 до 25 мкм и тонкоплёночную технологию — вакуумное напыление плёнок толщиной до 1 мкм через металлические трафареты или вакуумное напыление в сочетании с последующей фотолитографической обработкой.Плёночная ИС со смонтированными на ней бескорпусными дискретными ПП приборами (диодами, транзисторами) и бескорпусными полупроводниковыми ИС называется гибридной ИС (рис. 3). Её пассивная часть может быть выполнена многослойной, в виде набора керамических подложек со слоями плёночных элементов. После спекания подложек получается монолит с многослойным расположением электрически соединённых между собой пассивных элементов. Бескорпусные активные элементы монтируются на верхней поверхности монолита.Кроме полупроводниковых и плёночных ИС, изготавливают т. н. совмещенные ИС. Активные элементы в них выполняются в объёме ПП подложки по планарно-эпитаксиальной технологии, а пассивные элементы и электрические соединения наносятся в виде тонких плёнок на поверхность монолитной структуры. По уровню интеграции совмещенные ИС приближаются к полупроводниковым.Изготавливают также многокристальные ИС с высоким уровнем интеграции, в которых несколько кристаллов полупроводниковых ИС объединяются на диэлектрической подложке плёночными соединениями в сложнейшее электронное устройство. Его функциональное назначение может соответствовать отдельному блоку или даже системе, например вычислительной машине настольного типа.Сочетание плёночной технологии получения пассивных элементов и использование в качестве активных элементов электровакуумных приборов в микроминиатюрном исполнении привело к появлению вакуумных ИС и нового направления — вакуумной микроэлектроники. Вакуумная ИС может быть выполнена как в виде плёночной ИС с навесными микроминиатюрными электровакуумными приборами, так и в виде устройства, все компоненты которого помещены в вакуум. В отличие от ПП ИС вакуумные ИС имеют повышенную стойкость к воздействию космического излучения. их плотность упаковки достигает 20-30 элементов в 1 смі.Все виды ИС по функциональному признаку делятся на 2 больших класса: цифровые (логические) ИС и линейные ИС. Цифровые ИС предназначены для работы в логических устройствах, в частности они применяются в ЭВМ. К линейным относятся все остальные ИС, предназначенные в основном для линейного (в конечном счёте) преобразования электрических сигналов (усиления, модуляции, детектирования и т. д.), хотя они могут включать в себя такие нелинейные элементы, как генераторы синусоидальных колебаний, преобразователи частоты и др.Дальнейшее развитие М. идёт главным образом в двух направлениях: повышение уровня интеграции и плотности упаковки в ИС, ставших традиционными. изыскание новых физических принципов и явлений для создания электронных устройств со схемотехническим или даже системотехническим функциональным назначением. Первое направление привело к уровням интеграции, характеризующимся многими тысячами элементов в одном корпусе ИС с микронными и субмикронными размерами отдельных элементов. Второе направление может позволить отказаться от дальнейшего повышения уровня интеграции ИС (из-за конструктивной сложности), снизить рассеиваемую мощность, увеличить быстродействие аппаратуры и др. Это новое направление в целом приобретает название функциональной микроэлектроники — электроники комбинированных сред с использованием таких явлений, как оптические явления в твёрдом теле (оптоэлектроника) и взаимодействие потока электронов с акустическими волнами в твёрдом теле (акустоэлектроника), а также с использованием свойств сверхпроводников, свойств магнетиков и полупроводников в магнитных полупроводниках (магнетоэлектроника) и др.Лит.: Интегральные схемы, пер. с англ., М., 1970. Микроэлектроника. Сб. ст., в. 1-5, М., 1967-72.А. А. Васенков, И. Е. Ефимов.

Рис. 1. Кремниевая пластина диаметром 60 мм с изготовленными на ней &sim.2000 одинаковых структур интегральных схем: дефектные структуры на пластине помечены краской (точки и штрихи).

Внизу показан в увеличенном виде кристалл с отдельной структурой. его размеры 1,2Ч1,2 мм. 1 — соединительная токоведущая дорожка. 2 — диод. 3 — резистор. 4 — контактная площадка. 5 — транзистор.Рис. 2. Последовательность основных технологических операций одного из способов изготовления полупроводниковых ИС: А — подготовка (шлифовка, полировка) пластины кремния с проводимостью n-типа. Б — окисление кремния в атмосфере сухого кислорода. В — фотолитография (фотогравировка слоя окисла кремния, вскрытие «окон» в нём).Г — диффузия сурьмы или мышьяка через «окна» в окисле для получения высокопроводящей области «скрытого» слоя кремния n-типа (1) под коллектором будущего транзистора и базой диода. Д — эпитаксиальное наращивание кремния — нанесение слоя кремния n-типа (2): Е — изолирующая диффузия для получения взаимной электрической изоляции будущих элементов интегральной схемы (ей предшествует окисление эпитаксиального слоя и селективное удаление окисной плёнки с помощью фотолитографии) — диффузия бора, в результате которой эпитаксиальный слой разделяется на отдельные островки кремния n-типа (3), окруженные кремнием p-типа. Ж, З — формирование элементов интегральной схемы в изолированных областях кремния последовательным проведением ещё двух диффузий примесей через вскрываемые с помощью фотолитографии«окна» в дополнительно нанесённой окисной плёнке кремния [вторая диффузия — диффузия бора — производится для создания базовых областей (4) транзисторов, p-n-переходов и областей резисторов, при третьей диффузии — диффузии фосфора — формируются эмиттерные области транзисторов (5)]. И — вскрытие

«окон» в окисле кремния под контакты с областями коллектора, эмиттера и базы транзисторов, p- и n- областями диодов и с резисторами. К — создание внутрисхемных соединений посредством вакуумного напыления на поверхность пластины плёнки алюминия, которая затем селективно травится с помощью фотолитографии. сохранённые участки алюминия (6) образуют электроды элементов, соединительные дорожки и контактные площадки для подсоединения структуры интегральной схемы к выводам корпуса.

Рис. 3. Гибридная интегральная схема со снятой крышкой корпуса (2 идентичных операционных усилителя с 33 компонентами в каждом). На основании корпуса размещена керамическая подложка размером 29Ч39 мм с выполненными на ней тонкоплёночными резисторами (1) и соединительными токоведущими дорожками (2). к контактным площадкам (3) плёночной интегральной схемы подсоединены навесные элементы — бескорпусные транзисторы (4), конденсаторы (5). внешние контактные площадки (6) интегральной схемы соединены с выводами корпуса (7).

xn----7sbbh7akdldfh0ai3n.xn--p1ai

МИКРОЭЛЕКТРОНИКА - это... Что такое МИКРОЭЛЕКТРОНИКА?

  • микроэлектроника — микроэлектроника …   Орфографический словарь-справочник

  • МИКРОЭЛЕКТРОНИКА — область электроники, охватывающая проблемы создания электронных устройств в микроминиатюрном интегральном исполнении. В М. используются различные св ва тв. тела, особенно полупроводников, для создания функциональных блоков и узлов, связанных… …   Физическая энциклопедия

  • МИКРОЭЛЕКТРОНИКА — (интегральная электроника) область электроники, связанная с созданием и применением в радиоэлектронной аппаратуре узлов и блоков, выполненных на интегральных схемах и микроминиатюрных конструктивно вспомогательных изделиях (разъемах,… …   Большой Энциклопедический словарь

  • микроэлектроника — сущ., кол во синонимов: 1 • электроника (7) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 …   Словарь синонимов

  • микроэлектроника — — [http://www.eionet.europa.eu/gemet/alphabetic?langcode=en] EN microelectronics The technology of constructing circuits and devices in extremely small packages by various techniques. Also known as microminiaturization; microsystem… …   Справочник технического переводчика

  • МИКРОЭЛЕКТРОНИКА — область (см.), занимающаяся изучением, разработкой, созданием и применением узлов, блоков, приборов и устройств в микроминиатюрном исполнении, в т.ч. в виде интегральных (см.). Основные виды таких устройств: полупроводниковые, тонкоплёночные,… …   Большая политехническая энциклопедия

  • Микроэлектроника — Кремниевые пластины с готовыми микросхемами перед разрезанием на отдельные кристаллы Микроэлектроника  подраздел электроники, связанный с изучением и производством эле …   Википедия

  • Микроэлектроника —         область электроники (См. Электроника), занимающаяся созданием электронных функциональных узлов, блоков и устройств в микроминиатюрном интегральном исполнении. Возникновение М. в начале 60 х гг. 20 в. было вызвано непрерывным усложнением… …   Большая советская энциклопедия

  • микроэлектроника — и; ж. Область электроники, занимающаяся созданием миниатюрных радиоэлектронных устройств и их использованием. Достижения микроэлектроники. * * * микроэлектроника (от микро... и электроника), направление электроники, связанное с созданием приборов …   Энциклопедический словарь

  • микроэлектроника — (интегральная электроника), область электроники, связанная с созданием и применением в радиоэлектронной аппаратуре узлов и блоков, выполненных на интегральных схемах и микроминиатюрных вспомогательных изделиях (разъёмах, переключателях и т. д.),… …   Энциклопедия техники

dic.academic.ru

МИКРОЭЛЕКТРОНИКА - это... Что такое МИКРОЭЛЕКТРОНИКА?

  • микроэлектроника — микроэлектроника …   Орфографический словарь-справочник

  • МИКРОЭЛЕКТРОНИКА — область электроники, охватывающая проблемы создания электронных устройств в микроминиатюрном интегральном исполнении. В М. используются различные св ва тв. тела, особенно полупроводников, для создания функциональных блоков и узлов, связанных… …   Физическая энциклопедия

  • МИКРОЭЛЕКТРОНИКА — МИКРОЭЛЕКТРОНИКА, электронные системы, в конструкции которых отсуствует проводка и другие громоздкие составляющие. Они позволяют достигнуть высокой плотности размещения элементов, что в целом уменьшает объем входящих в их состав узлов. Начало… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • МИКРОЭЛЕКТРОНИКА — (интегральная электроника) область электроники, связанная с созданием и применением в радиоэлектронной аппаратуре узлов и блоков, выполненных на интегральных схемах и микроминиатюрных конструктивно вспомогательных изделиях (разъемах,… …   Большой Энциклопедический словарь

  • микроэлектроника — сущ., кол во синонимов: 1 • электроника (7) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 …   Словарь синонимов

  • микроэлектроника — — [http://www.eionet.europa.eu/gemet/alphabetic?langcode=en] EN microelectronics The technology of constructing circuits and devices in extremely small packages by various techniques. Also known as microminiaturization; microsystem… …   Справочник технического переводчика

  • МИКРОЭЛЕКТРОНИКА — область (см.), занимающаяся изучением, разработкой, созданием и применением узлов, блоков, приборов и устройств в микроминиатюрном исполнении, в т.ч. в виде интегральных (см.). Основные виды таких устройств: полупроводниковые, тонкоплёночные,… …   Большая политехническая энциклопедия

  • Микроэлектроника — Кремниевые пластины с готовыми микросхемами перед разрезанием на отдельные кристаллы Микроэлектроника  подраздел электроники, связанный с изучением и производством эле …   Википедия

  • Микроэлектроника —         область электроники (См. Электроника), занимающаяся созданием электронных функциональных узлов, блоков и устройств в микроминиатюрном интегральном исполнении. Возникновение М. в начале 60 х гг. 20 в. было вызвано непрерывным усложнением… …   Большая советская энциклопедия

  • микроэлектроника — и; ж. Область электроники, занимающаяся созданием миниатюрных радиоэлектронных устройств и их использованием. Достижения микроэлектроники. * * * микроэлектроника (от микро... и электроника), направление электроники, связанное с созданием приборов …   Энциклопедический словарь

  • микроэлектроника — (интегральная электроника), область электроники, связанная с созданием и применением в радиоэлектронной аппаратуре узлов и блоков, выполненных на интегральных схемах и микроминиатюрных вспомогательных изделиях (разъёмах, переключателях и т. д.),… …   Энциклопедия техники

dic.academic.ru


Смотрите также

Календарь

ПНВТСРЧТПТСБВС
     12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31      

Мы в Соцсетях

 

vklog square facebook 512 twitter icon Livejournal icon
square linkedin 512 20150213095025Одноклассники Blogger.svg rfgoogle