Плёночная интегральная микросхема

Плёночная интегральная микросхема - все элементы и межэлементные соединения выполнены в виде толстых и тонких плёнок.

Подложки плёночных микросхем, которые изготавливают из сапфира, ситаллов, керамик и прочего, всегда обладают прямоугольной конфигурацией и толщиной порядка от 0, 2 мм до 1 мм. Подложки не должны вступать в химические реакции с материалами плёнок, обязаны обладать низкой степенью шероховатости поверхности, должны обладать высоким электрическим сопротивлением. Нанесение плёнок на подложку осуществляют через трафарет, называемый маской. Выполнение плёночных конденсаторов и особенно катушек индуктивности по очень весомым причинам не рекомендуют, однако в отдельных случаях без них всё же не обойтись.

Пленочные резисторы

Основой пленочного резистора является резистивная пленка из металла (хром, тантал, палладий), металлического сплава (нихром) или металлокерамики (кермет). Резистивную пленку определенной конфигурации (рис.8.4) тем или иным способом наносят на диэлектрическую подложку гибридной интегральной микросхемы или на окисленный кристалл полупроводниковой интегральной микросхемы, изготовленной по совмещенной технологии.

Рис. 8.4. Конструкции пленочных резисторов

Источник: http: //kurs.ido.tpu.ru/courses/osn_elec/chapter_7/picture/7_9.gif

Материал, используемый для резистивных пленок, должен обеспечивать возможность получения широкого диапазона номинальных значений сопротивления, обладать низким температурным коэффициентом сопротивления, высокой коррозионной стойкостью и стабильностью параметров во времени. Наибольшее распространение получили нихромовые резистивные пленки из-за их стабильности и возможности их создания с малым температурным коэффициентом сопротивления.

После осаждения пленки нихрома на диэлектрическую подложку производят термообработку путем отжига пленки на воздухе При этом нихромовая пленка покрывается слоем оксида, который значительно улучшает стабильность пленочного резистора.

При создании пленочных резисторов на диэлектрической подложке не образуется паразитных элементов, которые получаются в полупроводниковых интегральных микросхемах с диффузионными резисторами.

Обычно сопротивление такого плёночного резистора может составлять от 0, 05 кОм до 50 кОм, а получить много большее или много меньшее сопротивление затруднительно (Москатов Е. А., 2010).

Пленочные конденсаторы

Плёночные конденсаторы имеют многослойную структуру и в общем случае образованы двумя электропроводящими плёнками, между которыми выполняют слой диэлектрической плёнки. Обкладки плёночных конденсаторов изготовляют из электропроводящих плёнок, содержащих алюминий, тантал, серебро, медь и подобные материалы. Диэлектрическую плёнку обычно получают из различных оксидов: окиси тантала, трёхсернистой сурьмы, двуокиси кремния, моноокиси германия и пр. Ёмкость плёночных конденсаторов обычно составляет от 10 пФ до 20 нФ.

Пленочные конденсаторы (рис.8.5) формируют на диэлектрической подложке гибридных интегральных микросхем. При этом необходимо провести, по крайней мере, три операции вакуумного напыления: нижней проводящей обкладки конденсатора 1, диэлектрической пленки 2 и верхней проводящей обкладки 3.

Рис. 8.5. Конструкции пленочных конденсаторов

Источник: http: //kurs.ido.tpu.ru/courses/osn_elec/chapter_7/picture/7_12.gif

Такой пленочный конденсатор называют однослойным. Для получения большей емкости или для уменьшения площади, занимаемой конденсатором на подложке, можно делать многослойные пленочные конденсаторы, секции которых располагают «этажами» – одна над другой. Однако создание «многоэтажных» конденсаторов затрудняет процесс их изготовления, так как надо вводить дополнительные операции нанесения различных слоев, повышает стоимость, уменьшает надежность, увеличивает процент брака из-за увеличения краевого эффекта, уменьшения плотности и электрической прочности верхних диэлектрических слоев.

В качестве диэлектрика пленочных конденсаторов могут быть использованы различные материалы, но наиболее широко применяется монооксид кремния (Москатов Е. А., 2010).

Структура представленная на рис.8.5, а, используется в случае, когда площадь верхней проводящей обкладки составляет не менее 10 мм². При площади 5 - 10 мм² конденсаторы выполнят в виде двух пересекающихся проводников 1 и 3, разделенных диэлектриком 2 (рис.8. 5, б). При активной площади менее 5 мм² применяют последовательной соединение конденсаторов (рис.8.5, в). При площади равной 1 мм² применят гребенчатые конденсаторы (рис.8.5, г).

Пленочные индуктивности

Пленочные индуктивности получают путем напыления металлической пленки в виде плоской спирали, которая имеет круглую или квадратную форму (рис. 8.6). В современных интегральных схемах площадь спиральной катушки индуктивности составляет не более 1 см², при этом максимальное число витков, которое можно разместить на этой площади, зависит от разрешающей способности технологического процесса. При соблюдении оптимального соотношения внутреннего и внешнего диаметров спирали, равного 0, 4 и ширине пленки 50 мкм, величина индуктивности не превышает 10 мкГн при добротности в пределах 80...120.

Пленочные индуктивности получают путем напыления металлической пленки в виде плоской спирали, которая имеет круглую или квадратную форму (рис. 8.6). В современных интегральных схемах площадь спиральной катушки индуктивности составляет не более 1 см2, при этом максимальное число витков, которое можно разместить на этой площади, зависит от разрешающей способности технологического процесса. При соблюдении оптимального соотношения внутреннего и внешнего диаметров спирали равного 0, 4 и ширине пленки 50 мкм величина индуктивности не превышает 10 мкГн при добротности в пределах 80... 120.

Рис. 8.6. Конструкция пленочной индуктивности

Источник: http: //kurs.ido.tpu.ru/courses/osn_elec/chapter_7/picture/7_13.gif

При необходимости в гибридных интегральных микросхемах используются миниатюрные кольцевые катушки индуктивности с ферритовыми сердечниками (Москатов Е. А., 2010).

⇐ Предыдущая15161718192021222324Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Полные ресурсы межсоединений в микросхемах CPLD