1.6. Домашнее задание по расчету пленочного резистора

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
Rном, кОм	2.7	1.5	6.3	3,3	1,8	2,4	2,6	2,1	5,1	3,6	2,7	3,6	3,8	5,1	8	4.1	5.4
R, %	15	15	15	13	14	12	10	11	13	14	12	11	10	12	13	15	15
Ра, мВт	30	25	10	15	20	15	24	26	22	23	21	25	20	30	10	25	30
Тmax, 0С	80	90	100	70	60	80	90	75	85	65	75	85	75	80	90	80	70
Технол-я	М	Ф	М	М	Ф	М	М	Ф	М	М	Ф	М	М	Ф	М	Ф	М

Занятие №2

РАСЧЕТ СЕНСОРОВ НА ОСНОВЕ КОНДЕНСАТОРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

2.1 Конструкции тонкопленочных конденсаторов

В тонкопленочных микросхемах конденсаторы образуются в виде трехслойной структуры: две проводящие пленки и между ними одна диэлектрическая (рис.2.1). Принципиально возможно конструировать конденсаторы и в виде многослойной структуры, в этом случае емкость конденсатора увеличивается в (n 1) раз, где n - число проводящих обкладок. Однако при этом возрастают вероятность выхода бракованных конденсаторов и их стоимость. Многослойные конденсаторы выполняются для расчетной площади более 1-2 мм². Конденсаторы, имеющие расчетную площадь свыше 5 мм², имеют конструкцию как показано на рис.2.1.

Рис. 2.1

При расчетной площади от 1 до 5 мм² конденсаторы выполняются в виде двух взаимно пересекающихся проводящих полосок, отделенных друг от друга пленкой диэлектрика.

Если расчетная площадь меньше 1 мм², можно выполнять конденсатор в виде последовательно соединенных конденсаторов. Если же расчетная площадь слишком мала и не позволяет выполнить конденсатор в приемлемых размерах, можно использовать в качестве диэлектрика подложку микросхемы. Такая конструкция позволяет получить емкость порядка нескольких пикофарад. Для получения еще меньших значений емкости (доли пикофарады) можно выполнить гребенчатые конденсаторы или конденсаторы в виде двух параллельных проводящих полосок, расположенных непосредственно на диэлектрической подложке. Для повышения точности конденсаторов возможна подгонка их номиналов.

2.2. Материалы пленочных конденсаторов

К материалам, используемым в качестве диэлектрика пленочных конденсаторов, предъявляются следующие требования:

1) в процессе напыления диэлектрик не должен разлагаться;

2) материал диэлектрика не должен быть гигроскопичным;

3) материал диэлектрика должен обладать хорошей адгезией с диэлектрической подложкой и металлическими обкладками;

4) материал диэлектрика должен не поддаваться механическому разрушению при температурных воздействиях;

5) материал диэлектрика должен обеспечивать требуемые удельную емкость и электрическую прочность.

Наиболее часто в качестве диэлектрика в тонкопленочных конденсаторах применяют моноокись кремния SiO, моноокись германия GeO. Для получения конденсаторов большой емкости используют пленки окиси тантала Ta₂O₅, а также окиси алюминия Al₂O₃. Наилучшим материалом для обкладок пленочного конденсатора является алюминий. По сравнению с другими металлами (Cu, Ni, Au) алюминий дает меньшее число коротких замыканий. Материалом обкладок конденсатора с диэлектриком из Ta₂O₅ является металлический тантал.

Характеристики некоторых материалов пленочных конденсаторов приведены в табл.2.1.

Таблица 2.1 – Электрофизические характеристики диэлектрических материалов для пленочных конденсаторов

Материал	Сmax , пФ	С0 реком, пФ/мм2	Эл.прочность МВ/см		ТКЕ х10-4, 1/0C	Cст, %
SiO GeO	десятки сотни тысячи десятки сотни тысячи	50 - 100 50 -120	4 - 5 3 - 4 2 - 3 1,5 1,5 1,0	5 - 6 10 - 12	2 3	6 1,5 1,5 1