Твердотельная интегральная схема (Monolithic Integrated Circuit) — это интегральная микросхема (ИМС), все элементы которой (транзисторы, диоды, резисторы, конденсаторы, межсоединения) неразрывно сформированы в объёме и на поверхности единой полупроводниковой подложки (кристалла), обычно кремниевой. Термин подчёркивает монолитность (неразделимость) структуры в отличие от гибридных и сборных схем.
Технология изготовления
Изготовление ведётся групповым планарным методом на кремниевых пластинах (wafers) диаметром 150–300 мм. Процесс включает циклы фотолитографии, легирования (ионная имплантация, диффузия), осаждения тонких плёнок (PVD, CVD) и травления. Все элементы изолируются p-n-переходами или диэлектриком (кремнезёмом, SiO₂). Это позволяет создавать на одном кристалле миллиарды транзисторов (техпроцесс 3–5 нм).
Ключевые особенности и применение
Монолитные ИМС обеспечивают высочайшую надёжность, миниатюрность, низкую стоимость на элемент и высокое быстродействие благодаря малой длине межсоединений. Они составляют основу современной микроэлектроники: микропроцессоры, память (DRAM, NAND), микроконтроллеры, аналого-цифровые преобразователи и системы на кристалле (SoC). Для их монтажа на платы используются стандартные корпуса (BGA, QFP) или бескорпусные технологии (Flip-Chip).
Значение для производства
Для контрактного производителя печатных плат монолитные ИМС являются основными покупными компонентами. Их пайка требует точного соблюдения термопрофиля (для бессвинцовых припоев SAC305 — пиковая температура 240–250°C) из-за термочувствительности кристалла.
Контроль включает проверку целостности шариков припоя (BGA) и отсутствие перегрева.
Источники: ГОСТ Р 57441-2017 (термины для ИМС), учебники по технологии микроэлектроники, технические спецификации производителей полупроводников (Intel, TSMC, Samsung).