大规模集成电路:LSI ,通常指含逻辑门数为100门~9999门(或含元件数1000个~99999个),在一个芯片上集合有1000个以上电子元件的集成电路。集成电路(integrated circuit,港台称之为积体电路)是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构;其中所有元件在结构上已组成一个整体。可用字母“IC”表示。

1.大规模集成电路分类

1、按功能结构

集成电路按其功能、结构的不同,可以分为模拟集成电路、数字集成电路和数/模混合集成电路三大类。
 
模拟集成电路又称线性电路,用来产生、放大和处理各种模拟信号(指幅度随时间边疆变化的信号。例如半导体收音机的音频信号、录放机的磁带信号等),其输入信号和输出信号成比例关系。而数字集成电路用来产生、放大和处理各种数字信号(指在时间上和幅度上离散取值的信号。例如VCD、DVD重放的音频信号和视频信号)。

2、按制作工艺

集成电路按制作工艺可分为半导体集成电路和膜集成电路。

膜集成电路又分类厚膜集成电路和薄膜集成电路。

3、按集成度高低

集成电路按集成度高低的不同可分为小规模集成电路、中规模集成电路、大规模集成电路、超大规模集成电路、特大规模集成电路和巨大规模集成电路。

4、按导电类型

集成电路按导电类型可分为双极型集成电路和单极型集成电路,他们都是数字集成电路。

双极型集成电路的制作工艺复杂,功耗较大,代表集成电路有TTL、ECL、HTL、LST-TL、STTL等类型。单极型集成电路的制作工艺简单,功耗也较低,易于制成大规模集成电路,代表集成电路有CMOS、NMOS、PMOS等类型。

5、按用途

集成电路按用途可以分为电视机用集成电路、音响用集成电路、影碟机用集成电路、录像机用集成电路、电脑(微机)用集成电路、电子琴用集成电路、通信用集成电路、照相机用集成电路、遥控集成电路、语言集成电路、报警器用集成电路及各种专用集成电路。

大规模集成电路分类

2.大规模集成电路生产工艺流程

利用研磨、抛光、氧化、扩散、光刻、外延生长、蒸发等一整套平面工艺技术,在一小块硅单晶片上同时制造晶体管二极管、电阻和电容等元件,并且采用一定的隔离技术使各元件在电性能上互相隔离。然后在硅片表面蒸发铝层并用光刻技术刻蚀成互连图形,使元件按需要互连成完整电路,制成大规模集成电路。

大规模集成电路生产工艺流程

3.大规模集成电路特点

1、单个元器件的精度不高,受温度影响也较大,但在同一硅片上用相同工艺制造出来的元器件性能比较一致,对称性好,相邻元器件的温度差别小,因而同一类元器件温度特性也基本一致;

2、集成电阻及电容的数值范围窄,数值较大的电阻、电容占用硅片面积大。集成电阻一般在几十Ω~几十 kΩ范围内,电容一般为几十pF。电感尚不能集成;

3、元器件性能参数的绝对误差比较大,而同类元器件性能参数之比值比较精确;

4、纵向NPN管β值较大,占用硅片面积小,容易制造。而横向PNP管的β值很小,但其PN结的耐压高。

大规模集成电路特点