Определение материала резистивной пленки

Введение

Интегральная микросхема (ИМС) – конструктивно законченное изделие электронной техники, выполняющее определенную функцию преобразования информации, содержащее совокупность связанных между собой электрорадиоэлементов и(или) элементов, изготовленных в едином технологическом цикле.

По конструктивно технологическому исполнению бывают:

а) гибридные

б) пленочные

в) полупроводниковые

Гибридные ИМС (ГИС) – микросхема, содержащая кроме элементов, компоненты и(или) кристаллы.

Элемент ИС – часть ИС выполняющая функцию какого-либо электрорадиокомпонента, выполненная нераздельно от подложки или кристалла.

Компонент ИС – часть ИС, реализующая функцию какого-либо электрорадиокомпонента, но эта часть перед сборкой была самостоятельным изделием.

Гибридная интегральная схема (ГИС) представляет собой комбинацию пленочных пассивных электрорадиоэлементов (ЭРЭ) с миниатюрными бескорпусными дискретными активными приборами (транзисторы, диоды), расположенных на общей диэлектрической подложке.

ЭРЭ- являются неотъемлемой составной частью ИС и не могут быть выделены из нее как самостоятельное изделие. Дискретные активные ЭРЭ- навесные компоненты, изготавливают отдельно как самостоятельные приборы.

Материал резисторов. Для создания ГИС необходимы резистивные пленки с удельным поверхностным сопротивлением от десятков до десятков тысяч Ом на квадрат. Чем меньше толщина пленок, тем выше удельное поверхностное сопротивление резистивной пленки, но одновременно повышается тепловой коэффициент сопротивления, а также ухудшаются временная и температурная стабильность пленок.

Материал конденсаторов. Обкладки конденсаторов должны иметь высокую проводимость, коррозионную стойкость, технологическую совместимость с материалом подложки диэлектрика конденсатора: ТКЛР, близкие к ТКЛР подложки и диэлектрика, хорошую адгезию к подложке и диэлектрику, высокую механическую прочность. Материал диэлектрика должен обладать хорошей адгезией к подложке и материалу обкладок, иметь высокую электрическую прочность и малые потери, высокую диэлектрическую проницаемость и не разлагаться в процессе формирования пленок.

Материалы проводников и контактных площадок. Они должны иметь малое удельное сопротивление, хорошую адгезию к подложке, высокую коррозионную стойкость.

Методы формирования конфигураций элементов тонкопленочной ГИС.

1) Масочный - соответствующие материалы напыляют на подложку через маску.

2) Фотолитографический - пленку наносят на всю поверхность под­ложки, а затем вытравливают с участков, не защищенных фоторезис­том.

3) Комбинированный метод. При совмещении масочного и фотолитографического методов для микросхем, содержащих резисторы, про­водники и конденсаторы, используют два варианта: а)Напыление резисторов через маску, напыление проводящей пленки на резистивную; фотолитография проводящего слоя; пооче­редное напыление через маску нижних обкладок, диэлектрика и верх­них обкладок конденсаторов; нанесение защитного слоя.

б) Напыление резистивной пленки и проводящей пленки на резистивную; фотолитография проводящего и резистивного слоев; фотоли­тография проводящего слоя; напыление через маску нижних обкладок, диэлектрика и верхних обкладок конденсаторов; нанесение защитного слоя

Расчет резисторов

Конструктивный расчет тонкопленочных резисторов заключается в определении формы, геометрических размеров и минимальной площади, занимаемой резисторами на подложке.

Определение материала резистивной пленки

;

Выбираем материал резистивной пленки с удельным сопротивлением, ближайшим по значению к вычисленному . При этом необходимо, чтобы TKR материала был минимальным, а удельная мощность рассеяния – максимальной.

Свойства материала резистивной пленки для R3,4

Таблица 1

Материал для напыления резистивной пленки	Кермет К-50С (ETO.021.013 ТУ)
Материал контактных площадок	Золото с подслоем хрома (нихрома)
Удельное поверхностное сопротивление резистивной пленки
Диапазон номинальных значений сопротивлений, Ом	1000-10000 500-200000 10000-10000000
Допустимая удельная мощность рассеяния ,Вт/
Температурный коэффициент сопротивления TKR при T=-60÷125

Свойства материала резистивной пленки для R1,2,5,6,7

Таблица2

Материал для напыления резистивной пленки	Нихром, проволока X20H80 (ГОСТ 12766-67)
Материал контактных площадок	Медь
Удельное поверхностное сопротивление резистивной пленки
Диапазон номинальных значений сопротивлений, Ом	50-30000
Допустимая удельная мощность рассеяния ,Вт/
Температурный коэффициент сопротивления TKR при T=-60÷125