5.4 Катушки индуктивности

Как уже отмечалось, возможность осущест­влять катушки индуктив- ности методами микроэлектроники является одним из достоинств пленочной технологии. Такие катушки представляют собой плоские спирали, обычно прямоугольной конфи­гурации (рисунок 5.4). Для уменьшения сопротивления в качестве материала ис­пользуется золото. Ширина металличе­ской полоски составляет 30-50 мкм, просвет между витками 50-100 мкм. При таких.

геометрических размерах удельная индуктивность лежит в диапазоне 10-20 нГн/мм², т. е. на площади 25 мм² можно получить индуктивность 250-500 нГн.

Добротность катушек индуктивности, например, на час­тоте 100 МГц может иметь значение Q  50. В от­личие от добротности конденсатора добротность ка­тушки возрастает с увеличением частоты. Поэтому пленоч­ные катушки могут успешно работать в диапазоне

Рисунок 5.4 сверхвысоких частот

(СВЧ), при частотах 3-5 ГГц. При этом число витков состав­ляет 3-5.

В связи с разработкой микроминиатюрных проволочных кату­шек применение пленочных катушек, особенно на частотах менее 50 - 100МГц ограничивается и предпочтение, как и в случае кон­денсаторов, отдается навесным компонентам.

5. Пленочные проводники и контактные площадки

Для электрического соединения различных элементов микросхем на одной подложке применяют пленочные проводники. Для этой цели требуются материалы с высокой проводимостью и хорошей адгезией к подложке. Контактные площадки служат для подсоединения навесных компонентов схемы и внешних выводов с помощью пайки или сварки.

Для напыления проводников в основном применяют золото, медь или алюминий толщиной 0,6-0,8 мкм. Для улучшения адгезии проводящих пленок напыляют тонкий подслой хрома или нихрома толщиной 0,01-0,03 мкм. Для защиты поверхности проводящих пленок от окисления применяют покрытие из никеля или золота толщиной 0,05-0,1 мкм.

5. Навесные компоненты

В качестве навесных компонентов используются бескорпусные диоды и транзисторы, диодные и транзисторные матрицы, полупроводниковые ИМС, а также резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности номиналы которых невозможно выполнить в пленочном исполнении.

5. Методы формирования заданной конфигурации пленочных элементов.

Пленочные резисторы, конденсаторы, соединительные проводники, контактные площадки должны иметь определенную конфигурацию для получения заданных номиналов и выполнения конкретных функций. Изготовление толстопленочных элементов описано в  . Заданную конфигурацию тонкопленочных элементов можно получить различными методами: свободной маски, контактной маски, фотолитографии и др.

1. Метод свободной маски.

Он основан на экранировании части подложки от потока частиц напыляемого вещества с помощью специально изготовленной свободной маски (рисунок 5.5а и б). Свободная маска представляет собой

Рисунок 5.5

тонкий экран (0,1 мм), выполненный из стали, бериллиевой бронзы или других материалов, с отверстиями, очертание и расположение которых соответствует желаемой конфигурации пленочных элементов. Достоинством этого метода является то, что маска может использоваться многократно (до 20 раз). К недостаткам следует отнести: во-первых, в процессе напыления происходит напыление на маску, что меняет её толщину и ширину отверстий, а также подпыление (проникновение материала пленки под маску). Это снижает точность размеров элементов и их номиналов. Поэтому периодически требуется очистка масок. Во-вторых, металлические маски мало пригодны при катодном и ионо-плазменном напылении, так как металл искажает электрическое поле, а это тоже приводит к снижению точности элементов.