ИНТЕГРАЛЬНАЯ СХЁМА

— функциональный узел электронной аппаратуры, все микроминиатюрные компоненты и соединительные проводники которого изготовлены в объеме или на поверхности общей подложки с применением групповых операций в едином технологическом цикле и герметизированы в одном корпусе как единое целое. Первые И. с. появились в конце 50-х годов как результат поисков, направленных на повышение надежности, быстродействия, снижение стоимости и миниатюризацию усложняющихся электронных систем. По принципам построения и особенностям технологии различают И. с. на активной и на пассивной подложке. К первому классу относятся т. н. полупроводниковые (твердотельные, твердые) И. с., которые изготовляют на монокристаллах полупроводника (обычно кремния) методами планарной технологии. В процессе изготовления в объеме кристалла образуют специально легированные микрообласти и структуры, выполняющие роль транзисторов, диодов, резисторов, конденсаторов, линий задержки и т. п., необходимые для получения требуемой функциональной схемы. Все они имеют выход на поверхность кристалла, на которой поверх окиспого слоя создают контактные площадки и внутрисхемные соединения в виде пленочных металлизированных дорожек. Полупроводниковые И. с. по способу электр. изоляции компонентов делятся на И. с. с изоляцией и -переходом, смещенным в обратном направлении, и И. с. с диэлектр. изоляцией. Отдельный класс полупроводниковых И. с. составляют схемы с транзисторными структурами металл — диэлектрик — полупроводник (МДП-транзисторами). Характеристики таких И. с. приведены в табл.

К И. с. на активной подложке относят также т. н. совмещенные И. с., отличающиеся от полупроводниковых тем, что на поверхноств полупроводника поверх окисного слоя выполняют в виде пленок не только контактные

площадки и соединительные проводники, но и большинство пассивных компонентов.

Из И. с. на пассивной подложке наиболее широко распространены т. н. гибридно-пленочные И. с., которые изготовляют на диэлектрической подложке, причем пассивную часть схемы формируют из пленочных компонентов, а активную — внутри миниатюрных полупроводниковых кристаллов с балочными или шариковыми выводами, монтируемыми на пленочной схеме в виде навесных деталей. В зависимости от толщины рабочих слоев гибриднопленочные И. с. подразделяют на тонко- и толстопленочные.

Для изготовления тонкопленочных компонентов используют такие процессы, как напыление в вакууме (термическое или с помощью ионной бомбардировки), хим. и электрохим. осаждение и выращивание, реактивное распыление. При изготовлении толстопленочных компонентов применяют шелкографию, центрифугирование и пр. Для придания пленочным компонентам нужной конфигурации используют маскирование и фотолитографию.

Гибридно-пленочные И. с. позволяют полностью использовать преимущества пассивных тонкопленочных и активных твердотельных элементов. Все технологические операции изготовления И. с. являются групповыми, т. е. в процессе их выполнения одновременно формируют целые массивы микроэлектронных компонентов и схем и соединения между ними. Это позволяет создавать высоконадежные и в то же время дешевые И. с. и выпускать их в большом к-ве. Надежность И. с. в 1965 характеризовалась интенсивностью отказов , а позже повысилась на порядок и стала равна надежности лучших образцов дискретных кремниевых транзисторов.

По функциональному назначению И. с. подразделяют на цифровые (логические) и линейные. Цифровые И. с. предназначены для применения в логич. и запоминающих узлах ЦВМ, а линейные — для усиления, преобразования игенерирования радио- и видеосигналов, токов и напряжений. Промышленностью выпускаются различные серии цифровых И. с., выполняющих функции инвертора, триггера, схем «НЕ — И» «НЕ — ИЛИ» и т. п. По особенностям схемного решения различают диодно-транзисторные (ДТЛ), транзистор-транзисторные (ТТЛ) логич. И. с., транзисторные схемы с непосредственными связями, с резистивными и резистивно-емкостными, с эмиттерными связями и т. д. От схемного и конструктивного решений, а также от уровня развития технологии зависят осн. характеристики цифровых И. с.: задержка распространения сигнала, потребляемая мощность, нагрузочная способность или коэфф. разветвления, помехоустойчивость и др. Напр., для диодно-транзисторной логич. схемы задержка распространения сигнала - 8 ч - 50 нсек, потребляемая мощность нагрузочная способность помехоустойчивость .

Из линейных И. с. наиболее широкое распространение получили операционные дифференциальные усилители постоянного тока, стандартные низкочастотные и высокочастотные усилители, усилители считывания для ЗУ и др. По числу компонентов и сложности выполняемых ф-ций различают И. с. с низкой (10 -4- 20 компонентов), средней (~ 50 — 100 комп.) и высокой (свыше 100 комп.) степенью интеграции. И. с., содержащие тысячи компонентов и выполняющие ф-ции целых узлов электронной аппаратуры, наз. большими И. с. (БИС). Повышение степени интеграции, переход к БИС’ам, улучшение надежности, снижение стоимости, совершенствование и автоматизация технологических процессов являются осн. тенденциями развития техники И. с. Лит.: Наумов Ю.Е. Интегральные логические схемы. М., 1970 [библиогр. с. 424—429]; Валиев К. А., Кармазинский А. Н., Королев М. А. Цифровые интегральные схемы на МДП-транзисторах. М., 1971. В. М. Корсунский.