
- •Конспект лекций по дисциплине
- •Тема 2: Проектирование полупроводниковых ис на биполярных транзисторах Конструкции биполярных транзисторов
- •Многоэмиттерный транзистор
- •Многоколлекторный транзистор
- •Транзисторы типа p-n-p
- •Составные транзисторы
- •Торцевые транзисторы
- •Транзисторы с повышенным пробивным напряжением
- •Транзисторы для быстродействующих и сверхбыстродействующих цифровых ис
- •Интегральные диоды
- •Интегральные резисторы
- •Интегральные конденсаторы
- •Конструктивно-технологические варианты изоляции элементов микросхем друг от друга
- •Функционально-интегрированные элементы бис
- •Контакты к кремнию
- •Коммутационные проводники
- •Контактные площадки и внешние выводы микросхем
- •Вспомогательные элементы интегральных схем
- •Тема 3: Проектирование п/п имс на мдп транзисторах. Конструкции мдп -транзисторов.
- •Вспомогательные элементы мдп микросхем.
- •Конструкции кмдп бис.
- •Тема 4: Проектирование п/п биполярно- полевых имс.
- •Конструктивные варианты исполнения биполярного и полевого транзисторов в одном кристалле.
- •Функционально-интегрированные биполярно-полевые структуры.
- •Биполярно-полевые структуры с мдп транзисторами.
- •Мдп элементы полупроводниковых пзу.
- •Тема 5. Проектирование гибридных (гис) и больших гибридных имс и микросборок.
- •Подложки.
- •Конструкции пленочных резисторов.
- •Резисторы сложной формы.
- •Конструкции подгоняемых резисторов.
- •Тонкопленочные конденсаторы.
- •Материалы, используемые в конструкции конденсаторов
- •Конструкции подгоняемых конденсаторов
- •Конструкции пленочных индуктивностей
- •Распределенные lc- структуры
- •Навесные компоненты гис
- •Конструкции элементов коммутации
- •Тема 7: Общие вопросы конструирования п/п и гибридных имс. Конструктивные меры защиты интегральных схем от воздействия дестабилизирующих факторов.
- •Конструктивные меры улучшения теплового режима микросхем.
Материалы, используемые в конструкции конденсаторов
Материал диэлектрика.
К диэлектрику пленочных конденсаторов предъявляются следующие требования:
высокая диэлектрическая проницаемость ζr;
малый температурный коэффициент диэлектрической проницаемости αεr;
высокая электрическая прочность;
низкие диэлектрические потери;
высокое сопротивление изоляции;
хорошая адгезия;
совместимость с технологическими процессами изготовления других элементов.
Диэлектрические пленки тонкопленочных конденсаторов формируются обычно напылением в вакууме, химическим осаждением из газовой фазы или окислением. Характерной особенностью напыленных и осажденных пленок является зернистая структура. Пленки, полученные окислением, имеют поры. В результате миграции атомов металлов обкладок в поры или между зернами возможно существенное снижение сопротивления изоляции и напряжения пробоя. Возможны также локальные короткие замыкания обкладок, как в процессе производства, так и в процессе эксплуатации. Чтобы уменьшить количество дефектов в диэлектрике, совершенствуют технологию, разрабатывают новые материалы или применяют многослойные диэлектрики.
В качестве диэлектрика используют моноокись кремния, моноокись германия, халькогенидное стекло ХГ-44, окислы алюминия, тантала и титана и окислы редкоземельных металлов. Высокие удельные емкости позволяют получить титаны бария и кальция.
В настоящее время особо перспективными являются пленки из сложных по составу стекол, в которых используются микрокомпоненты I2O3, B2O3, Si2O3, Al2O3, CaO.
Эти стекла имеют высокие технологические качества и значения ζr.
Материалы обкладок должны отвечать следующим требованиям:
иметь низкое электрическое сопротивление (особенно для высокочастотных конденсаторов);
обладать низкой миграционной подвижностью атомов;
иметь ТКЛР близкий к ТКЛР подложки и диэлектрика;
иметь хорошую адгезию;
обладать высокой антикоррозийной стойкостью в условиях агрессивных сред;
для устранения температурного разрушения диэлектрика в процессе нанесения верхней обкладки материал должен иметь низкую температуру испарения;
нижняя обкладка должна иметь мелкокристаллическую структуру, не допускать образования кристаллов, выступы которых снижают толщину и соответственно электрическую прочность диэлектрика.
Большинству требований удовлетворяет алюминий. Атомы и мельчайшие частицы алюминия, попавшие в межзерновые области диэлектрика, интенсивно окисляются, что способствуют устранению проводящих цепочек между обкладками. Кроме этого, участки алюминиевых обкладок в области коротких замыканий самоизолируются вследствии термического испарения короткозамкнутых мостиков при протекании тока. При изготовлении обкладок тонкопленочных конденсаторов чаще всего применяют алюминий A99, тантал ТВЧ и титан ВТ1-0.
Конструкции подгоняемых конденсаторов
Эти конструкции применяются в случае, когда необходимо получить емкость с точностью, превосходящей технологические возможности способов изготовления или при изготовлении конденсаторов, емкость которых должна изменяться в процессе настройки ЭВС. В этом случае в конструкции пленочного конденсатора, кроме основной секции с неизменной емкостью, применяется секция, емкость которой можно каким-либо способом изменять.
Подгонка делается ступенчато, как в сторону уменьшения (отрезание секций в конструкциях а), г), д) ), так и в сторону увеличения (подключение секций в конструкциях б), в) ).
Подключение секций производится припаиванием проволочных перемычек. На рис. г) изображена матричная конструкция пленочного конденсатора, позволяющая ступенчато изменять емкость в очень широком диапазоне.
На рис д) показана конструкция с «матричной» подгоночной секцией.