твору напряжения соответствующей полярности. При приложении соответствующего напряжения к затвору МДП-транзистор с обеднением канала переходит из открытого состояния в закрытое, а МДП-транзистор с обогащением канала - наоборот, из закрытого в открытое.

Пленочные И С могут быть изготовлены по тонкопленочной или толсто-пленочной технологии. В качестве подложки в пленочных ИС обычно применяются полированные пластинки из специального стекла или керамики (окиси алюминия, окиси бериллия и т. п.) [2].

Тонкие пленки (толщиной не более 1 мкм) получают методом вакуумного или катодного распыления, осаждением из газовой среды, термическим разложением [22]. Необходимый рисунок пленки обеспечивается применением металлической маски, которая открывает доступ только к отдельным участкам подложки, либо пленкой покрывают всю подложку, а затем применяют метод фотолитографского травления. Плотность размещения элементов на поверхности подложки в тонкопленочных схемах равна примерно 10-20 элементам на 1 см [43]. По тонкопленочной технологии могут быть достаточно просто произведены резисторы, конденсаторы и соединительные проводники.

Тонкопленочные резисторы обычно вьшолняют из нихрома (80% Ni и 20% Сг), тантала или соединения моноокиси кремния с хромом. Если толщина резистивной пленки постоянна, то сопротивление резистора определяется только его геометрической формой и не зависит от размеров. В частности, сопротивление квадратного резистивного участка не зависит от раз-: мера стороны квадрата, а определяется только удельным сопротивлением t материала и толщиной пленки. Поэтому сопротивление резистивных пленок измеряют обычно в омах на квадрат (ож/П). Сопротивление тонкопленочного резистора при заданной толщине резистивной пленки определяется тем, сколько квадратов может уместиться по его длине. Чем меньше ширина резистора и больше длина, тем больше его сопротивление. Однако возмож-. ности технологического процесса ограничивают минимальную ширину резистора величиной 12-25 мкм.

Сопротивление пленки нихрома может составлять .40-400 ож/П, тантала 50-1000 ом/П, соединения моноокиси хрома с кремнием 300- 2000 ом/П. Соответственно тонкопленочные резисторы могут иметь сопротивление от десятков ом до единиц мегаом с допуском до ± 5%. Температурный коэффициент сопротивления пленочных резисторов может составлять (1-3)-10- 1/град.

Тоикопленочные конденсаторы представляют собой обычно трехслойную структуру: два металлических слоя, разделенные пленкой диэлектрика. В качестве диэлектрика используется моноокись или двуокись кремния, окись тантала, окись алюминия [7]. Максимальная емкость пленочного конденсатора не превышает нескольких тысяч пикофарад. Температурный коэффициент емкости пленочного конденсатора может составлять величину от 5-10~« до 2-10- 1/град в зависимости от типа диэлектрика [7, 36].

Толсто пленочная технология характеризуется толщиной пленок 5-10 мкм, которые получают, нанося через трафарет пасту соответствующего состава на керамическую подложку с последующим вжиганием пасты. Поверхностная плотность размещения при этом составляет примерно 5-10 элементов на 1 сж2 [43].

Совмещенные ИС содержат кристалл кремния, в котором с помощью планарно-эпитаксиальной технологии сформированы активные элементы (диоды и транзисторы), а также те резисторы, к точности сопротивления которых не предъявляется высоких требований. Пассивные же элементы - резисторы, конденсаторы, а также соединения между элементами - выполняются по тонкопленочной технологии на поверхности окисленного кристалла. При этом надежность и компактность активных элементов, характерные для полупроводниковых схем, сочетаются с большим диапазоном возможных номи-налов и точностью пассивных элементов, характерных для пленочных схем.

Полупроводниковые составные (многокристальные) И С содержат несколько полупроводниковых кристаллов со сформированными в них по

полупроводниковой или совмещенной технологии элементами, объединенных на общей изолирующей подложке. Таким образом можно достаточно просто получить сложные ИС, содержащие большое количесто элементов.

Гибридно-пленочные ИС выполняются на изолирующей подложке, на которой методами пленочной технологии образованы пассивные элементы и соединительные проводники. Активные же элементы - самостоятельные бес-

11 12

ф 0,8 max

7, В max

Рис. 3. Корпуса интегральных схем

корпусные миниатюрные диоды и транзисторы - приклеиваются к подложке, и их выводы присоединяются методом термокомпрессии к соответствующим контактным площадкам подложки.

Существование гибридно-пленочных ИС вызвано тем, что до настоящего времени не разработана технология, которая позволила бы достаточно просто и надежно производить в промышленных условиях пленочные диоды и транзисторы.

Корпуса И С могут иметь различную конструкцию. На рис. 3 показаны наиболее распространенные корпуса отечественных ИС. Корпус на рис. 3, а наиболее удобен в тех случаях, когда требуются малые габариты и масса

аппаратуры на ИС и когда хорошо развита технология монтажа такой аппаратуры. Планарное расположение выводов позволяет упростить процесс присоединения схемы к печатной плате и не требует наличия в ней металлизированных отверстий. Прямоугольный (рис. 3, б) и круглый (рис. 3, г) корпуса находят применение в аппаратуре как широкого, так и специального назначения. Для аппаратуры, предназначенной для работы в нежестких условиях эксплуатации, удобен корпус рис. 3, в. Внутри этого корпуса нет герметизированного пространства, полупроводниковый кристалл просто спрессовывается пластмассой. Стоимость ИС в таких корпусах ниже, чем в других, хотя диапазон допустимых температур окружающей среды уже.

Условные обозначения отечественных интегральных схем состоят из ряда элементов. Первая цифра в обозначении ИС, стоящая перед группой из двух букв, и две - сразу после нее образуют номер серии; причем первая цифра номера серии показывает технологический тип ИС: 1 - полупроводниковые ИС, 2 гибридно-пленочные ИС. Группа из двух букв означает функциональную разновидность интегральной схемы. Расшифровку этого элемента обозначения можно найти, например, в [31]. После цифр, входящих в номер серии, в обозначении приводится число, указывающее номер разработки данной разновидности ИС в данной серии. Буква, стоящая в конце обозначения, если она есть, указывает на значения отдельных электрических параметров или эксплуатационные режимы микросхемы. Если перед обозначением ИС или серии ИС cidm буква К, это означает, что схема предназначена для широкого применения. Например, обозначение К2ТК171Б говорит о том, что эта интегральная схема серии К217 выполнена по гибридно-пленочной технологии, предназначена для широкого применения, содержит триггер с комбинированным запуском (так расшифровываются буквы «ТК»), номер разработки - первый, буква «Б» в данном случае указывает на повышенное быстродействие триггера.

3. Достоинства интегральных схем и перспективы

их применения в измерительных приборах ;

Преимущества, которые обеспечивает применение ИС,- это прежде всего повышение надежности, снижение стоимости аппаратуры и улучшение ее эксплуатационных характеристик.

Надежность повышается как за счет снижения интенсивности отказов основных элементов, так и за счет уменьшения внешнего монтажа. Сравнительно небольшое количество типовых технологических операций, непрерывность и замкнутость процесса изготовления ИС в пределах одной производственной линии позволяет максимально автоматизировать производство и контроль ИС, уменьшить вероятность допущения ошибок и добиться однородности продукции по качеству [12]. Применение пониженных напряжений и токов питания создает благоприятные тепловые условия для работы элементов ИС. Малая масса ИС обусловливает их высокую стойкость к воздейст-рию вибрационных, ударных и линейных нагрузок.

В настоящее время надежность одной ИС примерно равна надежности кремниевого транзистора (Ю-*--10-* 1/ч), в то время как в ее состав могут входить несколько транзисторов и более десятка других элементов.

Выигрыш в надежности, получаемый при переходе от транзисторной аппаратуры к аппаратуре на ИС, составляет в среднем 1-2 порядка и более.

Среди отказрв, наблюдающихся при эксплуатации ИС, преобладают катастрофические, основная часть которых обусловлена дефектами соединений. У полупроводниковых ИС отсутствует явно выраженный период приработки. Совмещенные ИС могут иметь период приработки 100-500 ч [12].

Существенным достоинством ИС является то, что они затрудняют возможность неправильного использования отдельных элементов (неверное включение, перегрузка), что может иметь место в обычных схемах.

Стоимость электронной аппаратуры если не считать накладных расходов, складывается из стоимости разработки, стоимости деталей и материалов,