微电子概论
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1.2.2 按电路结构分类

集成电路按结构划分可以分为半导体集成电路和混合集成电路两类。

1.半导体集成电路

根据使用材料的不同,半导体集成电路主要分为硅半导体集成电路和化合物半导体集成电路。硅集成电路目前是主流。化合物集成电路主要是GaAs化合物半导体集成电路,其他材料的集成电路也在不断发展。半导体集成电路是所有电子元器件在同一半导体材料上制作完成。

2.混合集成电路

根据制造工艺和材料的不同,混合集成电路主要包括薄膜IC,厚膜IC,薄厚膜IC,多芯片组装(MCM)等。混合集成电路中的主要电子元器件是分别贴装在同一基板上制作完成。为有别于混合集成电路,半导体集成电路又称单片集成电路(MonolithicIC)。

厚膜集成电路是采用厚膜工艺制作的混合集成电路(通常厚度大于1μm的膜称为厚膜)。厚膜工艺可以制作厚膜电阻、厚膜电容和厚膜绝缘层。它是采用丝网印刷和烧结等厚膜工艺,在玻璃或陶瓷基片上制作电阻、电容、无源网络,并在同一基片上组装分立的半导体器件芯片或单片集成电路或其他微型元件,然后进行封装,组成混合集成电路。厚膜集成电路的特点是工艺简单,成本低廉,适合于多品种、小批量产品。

薄膜混合集成电路是采用薄膜工艺制成的混合集成电路。通常厚度小于1μm的膜称为薄膜。它是采用真空蒸发或溅射技术在硅片、玻璃或陶瓷基片上制作薄膜电阻和薄膜电容,然后用铝膜条把它们与装在基片上的分立半导体器件或半导体集成电路芯片连接起来,最后进行封装。薄膜元件的优点是电阻、电容的数值范围大、精度高。缺点是工艺比较复杂,生产效率较低,成本较高,仅用于要求较高的整机上。

多芯片组装(MCM)使用高密度多层互连基板,层间由通孔互连,基板上组装多个IC裸芯片,通常是LSI、VLSI或ASIC芯片,以及其他片式元件,经过封装后成为一个高密度、多功能的微电子组件,属于混合大规模集成电路或混合特大规模集成电路范围。目前,MCM主要有MCM-L、MCM-C、MCM-D、MCM-C/D、MCM-L/D五大类。MCM-L是印制电路板技术的延伸,它把多层PCB叠合起来,上面安装各种元器件,制造工艺比较成熟,主要用于30MHz以下的产品。MCM-C是用共烧多层基板制成的。有低温和高温两种,低温是发展重点。MCM-D是硅基板或陶瓷基板上利用半导体工艺和薄膜沉积导体和介质材料而制成,其技术难度大,组装密度最高,是MCM的高级产品,但成本较高。MCM-C/D是 MCM-C和 MCM-D两种工艺的结合。兼有两者的优点。其中所用的基板采用共烧陶瓷基板上制作薄膜多层布线的混合基板,它与目前其它几种MCM相比,具有最佳的性能价格比。图1.7是一个混合集成电路内部照片实例。

图1.7 混合集成电路内部照片实例