Надійність інтегральних мікросхем

 Конструкція напівпровідникових ВІС визначається типом використовуваних активних елементів і їх структурою, кількістю рівнів і методом створення системи внутрішньосхемних міжз′єднань, а також типом корпусу, причому від конструктивних способів реалізації ВІС залежать їх схемотехнічні можливості. Основними активними елементами, на базі яких створюються сучасні ВІС, є біполярні транзистори планарно- епітаксіального типу (БT) та МДН-транзистори (МДНТ). Найбільшого поширення дістали ВІС на основі МДН - транзисторів, що обумовлено їх унікальними властивостями і можливістю збільшення ступеня інтеграції. Порівняння ВІС однакового функціонального призначення на БТ і МДНТ показує, що за електричними параметрами - швидкодією і добротністю (відношення швидкодії до споживаної потужності) - схеми на біполярних транзисторах перевершують схеми на МДН-транзисторах. Однак площа, займана МДНТ разом з контактними площадками, приблизно в 5 разів менша від площі БТ. Великі інтегральні мікросхеми на МДН-транзисторах мають ряд переваг перед ВІМС на біполярних транзисторах, а саме: значно менші розміри активних елементів; низький рівень розсіюваної потужності; додаткові схемотехнічні можливості; простота технології виготовлення МДН-структур. Наведемо приклад. Велика інтегральна мікросхема процесора кишенькового мікрокалькулятора на МДН - структурах містить 3400 елементів на кристалі розміром 5,2х5,2 мм. ВІС запам'ятовувального пристрою цього калькулятора реалізована на кристалі розміром 3х2,5 мм з кількістю елементів 1490. Технологія виготовлення напівпровідникових ВІС базується на стандартних технологічних методах, які використовують у промисловості при виготовленні ІМС- термічному окислюванні кремнію, фотолітографії, дифузії С та епітаксіальному нарощуванні. За допомогою цих методів в об’ємі та на поверхні напівпровідникової пластини створюють активні і пасивні елементи та ізоляцію між ними.

 Особливості конструкції гібридних ВІС

Гібридний метод конструювання та виготовлення ВІС полягає в компонуванні двох частин, виконуваних окремо: безкорпусних дискретних елементів та інтегральних мікросхем; плівкової багатошарової комутаційної плати на діелектричній підкладці. Гібридний спосіб створення ВІС є найбільш універсальним, оскільки в ньому поєднуються переваги плівкової і напівпровідникової технології, забезпе-чується можливість використання різних інтегральних мікросхем (напівпровідникових, тонкоплівкових), що розрізняються як за функціональним призначенням, так і за конструктивним виконанням. За надійністю  та густиною упакування гібридні ВІС поступаються напівпровідниковим, але за функціональним призначенням і ступенем інтеграції можуть їх перевершувати. Оскільки в гібридних ВІС використовуються ІМС й інші елементи різного функціонального призначення, вони найбільш придатні для побудови неоднорідних аналогових пристроїв, наприклад, перетворювачів напруга - код чи код - напруга. Технологічний процес виготовлення гібридних ВІС значно простіший і дешевший за рахунок застосування структур стандартної конструкції та можливості автоматизації процесу складання. Основним конструктивним елементом гібридних ВІС є комутаційна плата, що являє собою систему багатошарового розведення й утримує в окремих випадках плівкові резистори і конденсатори. Проекту- вання комутаційних плат здійснюють машинними методами, оскільки топологію плівкових провідників С розраховують з урахуванням усіх необхідних схемотехнічних, конструктивних та технологічних параметрів для оптимального розміщення начіпних компонентів і мікросхем. Формування структури гібридної ВІС являє собою складання-монтаж начіпних компонентів і мікросхем на комутаційній платі.