7. Трехуровневая система несущих конструкций «Евромеханика», конструктивные особенности составных частей (шкаф, блочный каркас, «Европлаты»).

Стандарт «Евромеханика» (Конструктивы 19”) МЭК 60297

Размерные единицы:

1. Единица измерения высоты конструктива – 1U = 44,45 мм = 7/4";

2. Единица измерения ширины субблока или модуля – 1НР = 5,08 мм = 0,2";

Все основные размеры конструкций кратны целому числу размерных единиц

Трехуровневая система несущих конструкций стандарта «Евромеханика»  

Размеры шкафов 19”

Блочные каркасы 19”

Конструктивные особенности блочных каркасов 19”

1. Рабочая зона блочного каркаса (по ширине) имеет типовой размер 84НР=426.72 мм

2. В вертикальном положении устанавливаются 21 ячейка шириной 20мм

3. Предпочтительные размеры по глубине - 175.6 мм и 235.6 мм

4. Основные форматы ячеек и вставных блоков - 3U и 6U

Конструктивные особенности вставных блоков (шасси) 19”

«Европлаты»

1. «Европлата» - печатная плата формата ЗU размером 100 x 160 мм

2. Двойная «Европлата» - печатная плата формата 6U с размерами 233 x 160 мм

3. Разъем стандарта DIN 41612 (СНП-59)

4. Шаг между направляющими в блочном каркасе под «Европлаты» составляет 4HP = 20.3 мм.

8. Интегральная технология. Основные определения и понятия ( ис, элемент, компонент, корпус ис, полупроводниковая и гибридная технологии, микросборки).

ИНТЕГРАЛЬНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ – ОСНОВА ФОРМИРОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ ЭВМ (МОДУЛИ 1-ГО УРОВНЯ)

ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ СТАНОВЛЕНИЯ ТРАНЗИСТОРНОЙ СХЕМОТЕХНИКИ

1. ТОЧЕЧНЫЙ ТРАНЗИСТОР

2. ПЛОСКОСТНОЙ ТРАНЗИСТОР

3. ПЛАНАРНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДИСКРЕТНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ (МАССОВОЕ ПРОИЗВОДСТВО)

4. ИНТЕГРАЦИЯ ТРАНЗИСТОРОВ И МЕЖСОДИНЕНИЙ НА ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ ПЛАСТИНЕ (МОНОЛИТНЫЕ ИЛИ ТВЕРДОТЕЛЬНЫЕ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ СХЕМЫ) – ПЕРЕХОД К ИНТЕГРАЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ИНТЕГРАЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ

Микроэлектроника – область науки, техники и технологии, связанная с исследованиями поведения заряженных частиц в твердом теле (например, полупроводниковом кристалле) под воздействием электрических, магнитных, электромагнитных и тепловых полей. Ее прикладное значение состоит в решении задач конструирования, изготовления и применения микроминиатюрных приборов и устройств высокой степени интеграции (ИС), основанных на данных эффектах и выполненных с использованием групповой технологии изготовления

ОСНОВНАЯ КОНЦЕПЦИЯ ИНТЕГРАЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ

• ДИСКРЕТНАЯ СХЕМОТЕХНИКА – РЕАЛИЗАЦИЯ СХЕМНЫХ РЕШЕНИЙ ПУТЕМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДИСКРЕТНЫХ АКТИВНЫХ И ПАССИВНЫХ КОМПОНЕНТОВ

• ИНТЕГРАЛЬНАЯ СХЕМОТЕХНИКА – ИНТЕГРАЦИЯ ПЕРЕЧИСЛЕННЫХ КОМПОНЕНТ В ОБЪЕМЕ ПОЛУПРОВОДНИКА ИЛИ НА ПОВЕРХНОСТИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПОДЛОЖКИ (ДВЕ ПРИНЦИПИАЛЬНО РАЗЛИЧНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ)

КЛАССИФИКАЦИЯ ИС ПО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ ПРИЗНАКУ

ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ В ОБЛАСТИ ИНТЕГРАЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ

ИНТЕГРАЛЬНАЯ СХЕМА (ИС) – МИКРОЭЛЕКТРОННОЕ ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЯЮЩЕЕ ОПРЕДЕЛЕННУЮ ФУНКЦИЮ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ И ОБРАБОТКИ СИГНАЛА, ИМЕЮЩАЯ ВЫСОКУЮ ПЛОТНОСТЬ УПАКОВКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИ СОЕДИНЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ (КОМПОНЕНТОВ, КРИСТАЛЛОВ), КОТОРЫЕ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ТРЕБОВАНИЙ К ИСПЫТАНИЯМ, ПРИЕМКЕ, ПОСТАВКЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ РАССМАТРИВАЮТСЯ КАК ЕДИНОЕ ЦЕЛОЕ

Отличия двух основных направлений в интегральной технологии

• ПОЛУПРОВОДНИКОВАЯ ИС – микроэлектронный прибор, в котором все элементы и их межсоединения изготовлены в объеме или на поверхности полупроводника.

• ГИБРИДНАЯ ИС (ГИС)– микроэлектронный прибор, который кроме элементов содержит компоненты или кристаллы.

ИСПОЛНЕНИЯ СХЕМОТЕХНИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ИС

1. ЭЛЕМЕНТ ИС – часть интегральной схемы, реализующая функцию какого-либо электрорадиоэлемента, которая выполнена нераздельно от кристалла или подложки и не может быть выделена как самостоятельное изделие с точки зрения требований к испытаниям, приемке, поставке и эксплуатации. Примерами элементов могут служить пассивные элементы гибридной ИС и все элементы полупроводниковой ИС.

2. КОМПОНЕНТ ИС - часть интегральной схемы, реализующая функцию какого-либо электрорадиоэлемента, которая может быть выделена как самостоятельное изделие с точки зрения требований к испытаниям, приемке, поставке и эксплуатации. Примером компонентов ИС могут служить активные элементы (бескорпусные или в микрокорпусах) гибридной ИС.

3. КРИСТАЛЛ ИС - часть полупроводниковой пластины, в объеме и на поверхности которой сформированы элементы ИС, а также их межсоединения и контактные площадки.

ПЛЕНОЧНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ – ОСНОВНОЙ СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ГИС

ОСОБЕННОСТЬ КОНСТРУКЦИИ ГИС - НА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПОДЛОЖКЕ ПРИ ПОМОЩИ ПЛЕНОЧНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТАВЛИВАЮТ ПАССИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ (R,C,L), КОНТАКТНЫЕ ПЛОЩАДКИ И МЕЖСОЕДИНЕНИЯ. ЗАТЕМ ДОПОЛНИТЕЛЬНО УСТАНАВЛИВАЮТ НАВЕСНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ, ДИОДЫ, КРИСТАЛЛЫ (БЕСКОРПУСНЫЕ ИС), ИЛИ ИС В МИКРОКОРПУСАХ (CSP)

РАЗНОВИДНОСТИ ИС, ВЫПОЛНЕННЫХ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПЛЕНОЧНОЙ ТЕХНОЛОГИИ

1. Пленочная ИС – микроэлектронный прибор, в котором все элементы и межсоединения выполнены в виде пленок.

2. Совмещенная ИС – микроэлектронный прибор, в котором все активные элементы выполнены в объеме или на поверхности полупроводника, а пассивные элементы в виде пленок, нанесенных на диэлектрик.

МИКРОСБОРКИ

микросборка – микроэлектронное специализированное изделие, выполняющее определенную функцию и состоящее из элементов, компонентов, ИС (корпусных и бескорпусных). микросборка разрабатывается с целью улучшения массо-габаритных характеристик тогда, когда рассмотренные выше разновидности стандартных ИС не могут по отдельности обеспечить требуемый уровень миниатюризации аппаратуры

по сравнению с ГИС микросборки могут иметь более крупные габариты и соответствуют более высоким уровням функциональной иерархии

цифровые микросборки стали впервые применяться для конструктивного оформления систем уровня устройства. в микросборку объединялись кристаллы уровня узлов – счетчики, регистры, дешифраторы. межсоединения – толстопленочная технология

9. Сравнение различных технологий по основным технико-экономическим показателям (степень интеграции, добротность, удельная стоимость вентиля). Классификация ИС (по степени интеграции, быстродействию, применимости, области применения) взаимосвязь степени интеграции с технологическими нормами и процентом выхода годных.

СРАВНЕНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ И ГИБРИДНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПО ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИМ ПОКАЗАТЕЛЯМ

ПРЕИМУЩЕСТВА ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ ИС:

1. Более высокая надежность из-за меньшего количества контактных соединений.

2. Большая механическая прочность благодаря меньшим размерам элементов.

3. Меньшая себестоимость при массовом выпуске за счет использования групповой технологии (одновременное изготовление в едином технологическом цикле нескольких кристаллов ИС на одной полупроводниковой пластине).

ПРЕИМУЩЕСТВА ГИС:

1. Более низкая себестоимость ИС при выпуске малыми партиями групповыми методами за счет незначительных затрат на подготовку производства.

2. Допускают автоматизированную сборку.

3. Создание высококачественных и стабильных пассивных элементов.

4. Более качественные показатели «мощных» ИС.

СРАВНЕНИЕ ИНТЕГРАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПО СТЕПЕНИ ИНТЕГРАЦИИ

главный недостаток ГИС – низкая степень интеграции (показатель степени сложности ИС - количество элементов и компонентов)

ранжирование технологий по достижимой степени интеграции:

1. полупроводниковые МОП

2. полупроводниковые биполярные

3. ГИС (тонкие пленки)

4. ГИС (толстые пленки)

КЛАССИФИКАЦИЯ ИС ПО СТЕПЕНИ ИНТЕГРАЦИИ

• МИС- до 10³ элементарных вентилей,

• СИС – до 10⁴,

• БИС – до 10⁵,

• СБИС – до 10⁷

• УБИС – свыше 10⁷

ПЛОЩАДЬ КРИСТАЛЛА И СТЕПЕНЬ ИНТЕГРАЦИИ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ НОРМЫ И СТЕПЕНЬ ИНТЕГРАЦИИ

• повышение степени интеграции – за счет уменьшения размеров активных компонентов.

• λ (параметр технологии) – минимальный размер, в пределах которого можно сформировать все элементы интегральной структуры.

• в конструкции ИС не должна нарушаться связность элементов, даже если все границы сдвинутся относительно друг друга на любые расстояния вплоть до λ, но не включая его (правило Мида-Конвей)

ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ПРАВИЛА МИДА-КОНВЕЙ  

МАСШТАБИРОВАНИЕ ПРИ ПЕРЕХОДЕ К НОВЫМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ НОРМАМ

При переходе к новым технологическим нормам производства МОП структур задается масштабный коэффициент К. В получаемой конструкции МОП транзистора относительно исходного варианта в К раз уменьшаются рабочее напряжение, геометрические размеры, толщина окисла, длина и ширина канала и глубина залегания p-n перехода.

Изменение параметров МОП транзисторов при масштабировании

Проектные нормы, нм	250	180	130	100	70
Толщина окисла, нм	4-5	3-4	2-3	1.5-2	<1.5
Глубина p-n перехода	50-100	36-72	26-52	20-40	15-30
Ток утечки нА/мкм	1	1	3	3	10
Напряжение питания, В	1.8-2.5	1.5-1.8	1.2-1.5	0.9-1.2	0.6-0.9
Мощность/ кристалл, Вт	70	93	121	120	114

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПРОИЗВОДСТВА ПО ПРОЕКТНЫМ НОРМАМ

ПОТЕРЯ УНИВЕРСАЛЬНОСТИ ИС – СЛЕДСТВИЕ РОСТА СТЕПЕНИ ИНТЕГРАЦИИ

ЗАКОНОМЕРНОСТЬ - С РОСТОМ СТЕПЕНИ ИНТЕГРАЦИИ ИС СТАНОВЯТСЯ ВСЕ БОЛЕЕ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫМИ.

СЛЕДСТВИЯ:

1. РОСТ НОМЕНКЛАТУРЫ

2. СНИЖЕНИЕ ОБЪЕМА ПРОИЗВОДСТВА

3. РОСТ СТОИМОСТИ

ОБЕСПЕЧЕНИЕ УНИВЕРСАЛИЗАЦИИ ИС ЗА СЧЕТ ПРОГРАММИРУЕМОСТИ

СНИЖЕНИЕ НОМЕНКЛАТУРЫ ЗА СЧЕТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УНИВЕРСАЛЬНЫХ, НАСТРАИВАЕМЫХ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕМ ИС:

1. МИКРОПРОЦЕССОРЫ

2. ПРОГРАММИРУЕМАЯ ЛОГИКА

ЦИФРОВЫЕ ИС – ОСНОВНАЯ ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИХ ЭВМ

КЛАССИФИКАЦИЯ ИС ПО БЫСТРОДЕЙСТВИЮ:

1. сверхвысокого быстродействия с задержкой переключения единицы и доли 1нс

2. высокого быстродействия с задержкой переключения до 10нс

3. среднего и низкого быстродействия с задержками переключения до и более 50 нс соответственно

КЛАССИФИКАЦИЯ ИС ПО ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

ПО ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ИС относят к группам:

• широкого (коммерческого) НАЗНАЧЕНИЯ – (с)

• специального (индустриального, военного) назначения – (I,m)

ИС специального назначения характеризуются более высокими значениями функциональных параметров, показателей надежности и устойчивости к воздействию дестабилизирующих факторов.

КЛАССИФИКАЦИЯ ИС ПО ПРИМЕНИМОСТИ

С точки зрения применимости ИС подразделяют на:

1. ИС общего применения

2. Полузаказные ИС

3. заказные ИС

ОСОБЕННОСТИ ИС РАЗЛИЧНЫХ ГРУПП ПРИМЕНИМОСТИ

1. Технология изготовления П/П ИС – дорогостоящая

2. Значительная часть номенклатуры ИС - ИС общего применения

3. Выпускаются большими партиями и имеют низкую себестоимость (для массового применения)

4. Для систем ответственного назначения небольшими партиями выпускают узкоспециализированные ИС повышенной функциональной сложности или степени интеграции с улучшенными техническими характеристиками.

ПОЛУЗАКАЗНЫЕ И ЗАКАЗНЫЕ ИС

• Полузаказные ИС реализуются на основе матричных структур, которые по спецификациям заказчика программируются на производстве или самим пользователем в лабораторных условиях. Полузаказные ИС с матричной структурой обладают большим разнообразием конструктивно -технологического исполнения: нескоммутированные логические матрицы, матрицы стандартных логических ячеек, программируемые логические матрицы

• Заказные ИС производятся по функциональным схемам заказчика.

СРАВНЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПО ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИМ ПОКАЗАТЕЛЯМ

ОСНОВНОЙ КРИТЕРИЙ ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЙ – ДОБРОТНОСТЬ = ПРОИЗВЕДЕНИЕ ВРЕМЕНИ ЗАДЕРЖКИ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТА НА МОЩНОСТЬ ПОТРЕБЛЕНИЯ:

Q=t_зад.хР_потр. (пДж)

КМОП – 0.01 пДж

КМОП-КНС -0.001 пДж

n-МОП – 1 пДж

И²Л – 1пДж

ТТЛш, ЭСЛ – 10 пДж

СТОИМОСТНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ

МИРОВОЙ РЫНОК ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ИС

10. Конструирование и особенности технологии гибридных ИС: основные конструктивные элементы, требования к материалу подложки, их разновидности, области применения. Типоразмеры подложек гибридных ИС. Расчет площади подложек.

ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ И ТЕХНОЛОГИИ ГИБРИДНЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ (ГИС)

ЭЛЕМЕНТЫ КОНСТРУКЦИИ ГИС

1. диэлектрическая подложка

2. пленочные пассивные элементы (R,L,C)

3. навесные бескорпусные компоненты (транзисторы, диоды, ИС, большие пассивные)

4. пленочные проводники, контактные площадки

5. корпус

КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПОДЛОЖЕК

Подложки ГИС представляют собой пластины толщиной 0,35-0,6-1,0-1,6 мм, из которых групповым методом в едином технологическом цикле изготавливают несколько плат ГИС с расположенными на их поверхности пленочными элементами.

НАЗНАЧЕНИЕ ПОДЛОЖЕК

• Подложки являются диэлектрическим и механическим основанием для размещения как пленочных элементов – (резисторов, конденсаторов, индуктивностей), контактных площадок и межсоединений, так и навесных компонентов - транзисторов, диодов, бескорпусных ис, трансформаторов, резисторов, конденсаторов, индуктивностей больших номиналов.

• Обеспечивают отвод тепла от элементов и компонентов схемы

ТРЕБОВАНИЯ К МАТЕРИАЛУ ПОДЛОЖКИ

1. чистота обработки поверхности – качественное воспроизведение топологии

2. пленочных элементов и повторяемость характеристик элементов при массовом производстве

3. высокая механическая прочность – устойчивость к механическим воздействиям

4. минимальная пористость – отсутствие электролитов, газов, паров выделение которых может привести к изменению характеристик пленочных элементов.

5. высокая теплопроводность – обеспечение

6. эффективного теплоотвода от элементов и компонентов.

7. химическая стойкость – устойчивость к химическим реагентам. в состав подложки не должны входить вещества, вступающие во взаимодействиес веществами пленочных элементов.

8. низкая стоимость материала и технологичность обработки

9. высокое удельное сопротивление – для практически идеальной изоляции элементов схемы.

10. близость коэффициентов термического расширения материалов подложки и пленочных элементов. исключение возникновения механических напряжений при изменении температуры (разрушение пленочных элементов и паяных соединений).

ПРИМЕРЫ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОДЛОЖЕК ГИС

Основные материалы - стекло, ситалл, керамика, металл (алюминий анодированный и сталь эмалированная)

стекла электровакуумные:

преимущества:

1. гладкая поверхность без пор

2. хорошая адгезия с пленками

недостатки:

1. низкая теплопроводность

2. невысокая механическая прочность

керамические вакуумно-плотные материалы

преимущества :

1. хорошие диэлектрики

2. высокая теплопроводность

3. высокая механическая прочность

недостаток – повышенная пористость и шероховатость, которые устраняются остеклованием поверхности (глазурированием)

ситалл – стеклокерамический материал, получаемый термообработкой стекла имеет кристаллическую структуру, подобную керамике, но с более мелкими кристаллами и более плотной упаковкой (без пористости)

преимущества:

1. легко обрабатывается

2. механическая прочность

3. малая пористость

СТРУКТУРА ПОДЛОЖКИ НА МЕТАЛЛИЧЕСКОМ ОСНОВАНИИ

ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ ПОДЛОЖЕК

1. стекла – маломощные ГИС

2. керамики – ГИС с высоким тепловыделением

3. металл – ГИС с очень большим тепловыделением

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОЩАДИ ПОДЛОЖКИ ГИС

1. подсчитывается суммарная площадь, занимаемая элементами, компонентами и контактными площадками.

2. площадь подложки получают умножением полученного значения на коэффициент использования (k=2-3), который учитывает зазоры между составными частями ГИС и затраты на межсоединения.

ПРИМЕР ТИПОРАЗМЕРОВ ПОДЛОЖЕК ГИС

Типоразмеры подложек ГИС:

№ типоразмера	B	L	№ типоразмера	B	L	№ типоразмера	B	L	№ типоразмера	B	L
1	96	120	6	20	24	11	5	6	16	8	10
2	60	96	7	16	20	12	2,5	4	17	24	60
3	48	60	8	12	16	13	16	60	18	15	48
4	30	48	9	10	16	14	32	60	19	20	45
5	24	30	10	10	12	15	8	15	-	-	-

ширина B (мм), длина L (мм)

Подложки больших размеров используют при групповом изготовлении ГИС с последующим разрезанием на части. Толщина (мм): 0.6. 1.0. 1.6.

11. Конструирование и основы технологии (методы формирования) пленочных элементов гибридных ИС. Навесные элементы. Особенности проектирования топологии гибридных ИС: порядок конструирования, выбор конфигурации пленочных элементов (резисторов).

методы формирования тонкопленочных ЭЛЕМЕНТОВ

Цель –формирование проводящих, резистивных и диэлектрических пленок.

Базовой технологической операцией является осаждение слоя требуемого вещества на поверхности подложки. Для обеспечения высокой точности формирования элементов необходимо осаждать пленки атомарными слоями из газовой или паровой фазы при помощи термического вакуумного напыления или распыления ионной бомбардировкой.

МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ ТОНКИХ ПЛЕНОК

1. МАСОЧНЫЙ

2. ФОТОЛИТОГРАФИЧЕСКИЙ

3. КОМБИНИРОВАННЫЙ (МАСОЧНЫЙ+ФОТОЛИТОГРАФИЧЕСКИЙ)

4. ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ

5. ЛАЗЕРНЫЙ

МАСОЧНЫЙ МЕТОД

1. создание пленок с требуемым рисунком осуществляется напылением через съемные маски

2. последовательность формирования пленок: резисторы, проводники 1-го слоя межсоединений и контактные площадки, межслойная изоляция, 2-ой слой проводников, нижние обкладки конденсаторов, диэлектрик, верхние обкладки конденсаторов, защитный слой. Точность метода - ±10%

ФОТОЛИТОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД

1. пленку наносят на всю поверхность подложки, а затем часть ее в необходимых местах стравливают.

2. Формирование резисторов и проводников в данном методе осуществляется в такой последовательности: напыление материала резистивной пленки, напыление материала для проводящего слоя, фотолитография проводящего слоя, фотолитография резистивного слоя. ТОЧНОСТЬ МЕТОДА - ±1%

КОМБИНИРОВАННЫЙ МЕТОД

Последовательность формирования пленок: напыление резисторов через маску, напыление проводящей пленки и ее последующая фотолитография, поочередное напыление через соответствующие маски нижних обкладок конденсаторов, слоя диэлектрика, верхних обкладок конденсаторов, создание защитного слоя. Разрешающая способность метода при формировании пленочных элементов составляет 50 мкм.

ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ И ЛАЗЕРНЫЙ СПОСОБЫ УДАЛЕНИЯ ПЛЕНОК

Не нужные участки пленки в методах на основе фотолитографии удаляют их испарением с подложки по заданной программе при помощи воздействия электронного или лазерного луча. Точность формирования номинала – сотые доли процента.

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К МАТЕРИАЛАМ ПЛЕНОЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

1. коррозионная стойкость

2. технологическая совместимость с материалами подложки и пленок (близость значений температурных коэффициентов линейного расширения)

3. хорошая адгезия к подложке и пленкам

4. механическая прочность

5. Требуемые электрофизические свойства (удельное поверхностное сопротивление)

КОНСТРУКЦИИ И ТЕХНОЛОГИЯ ПЛЕНОЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ (НА ПРИМЕРЕ РЕЗИСТОРОВ)

Пленочный резистор – резистивная пленка определенной конфигурации и контактные площадки

Требования к материалу пленочного резистора:

1. низкий температурный коэффициент

2. низкий уровень шумов

3. требуемая мощность рассеивания

4. малые значения паразитных параметров (емкость, индуктивность)

5. заданная точность номинала

материалы для тонкопленочных резисторов

Удельное поверхностное сопротивление: (10-10000 Ом/□)

1. металлы (хром, тантал)

2. сплавы (нихром)

3. керметы (хром + моноокись кремния)

4. металлосилицидные сплавы

МАТЕРИАЛЫ ДРУГИХ ПЛЕНОЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

1. обкладки конденсаторов – алюминий

2. диэлектрик конденсатора – моноокись кремния (ε=5-6 – диэдектрическая постоянная)

3. проводники и контактные площадки - золото (0,03 Ом/ □ – удельное поверхностное сопротивление)

4. защитный слой – окись кремния (е_пр. = 6∙10⁵В – пробивное напряжение)

ПОРЯДОК КОНСТРУИРОВАНИЯ ПЛЕНОЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ (РЕЗИСТОРЫ)

Пленочный резистор – резистивная пленка определенной конфигурации и контактные площадки

ТРЕБОВАНИЯ:

1. низкий температурный коэффициент

2. низкий уровень шумов

3. требуемая мощность рассеивания

4. малые значения паразитных параметров (емкость, индуктивность)

5. заданная точность номинала

ВЫБОР КОНФИГУРАЦИИ ЭЛЕМЕНТА

После определения материала выбирают конфигурацию резистора по значению коэффициента формы К_ф :

К_ф = L/B,

L – длина резистора, а B – его ширина

сопротивление резистора R = ρ_o ^. К_ф ,

ρ_o - удельное поверхностное сопротивление резистивной пленки, Ом/□

ТИПОВЫЕ КОНФИГУРАЦИИ

ВЫБОР ТИПОВОЙ КОНФИГУРАЦИИ

1. 1< К_ф < 10 - полоска

2. К_ф >10 – меандр, змейка или составной резистор из полосок

3. 0,1< К_ф < 1 - полоска при условии, что L< B

4. К_ф < 0,1 - следует взять материал с меньшим ρ_o, так как конструкции резисторов с К_ф < 0,1 занимают большую площадь и требуют контактных площадок больших размеров.