Вопрос 5. Конструкция плёночных резисторов
Основной
оценкой выбора типа плёночных резисторов
является коэффициент формы(Kф).
Kф=
1)Если коэффициент формы имеет небольшое значение, то плёночный резистор выполняется в прямоугольной форме.
,
где
l – длина резистивного материала,
b – ширина резистивного материала.
Если Kф меньше 1, то ширина резистивного материала должна быть больше его длины. Если Kф больше 1, то наоборот.
2)Если коэффициент формы имеет большое значение, то резистор реализовывается с сложных формах: меандрический резистор, резистор с проводящими перемычками.
,где
l – длина резистивного материала,
b – ширина резистивного материала,
L – длина контура меандрического резистора,
B – ширина контура меандрического резистора.
У меандрического резистора на внутренних сгибах плёнки из-за неравномерного распределения сил, что влечёт за собой большую плотность тока, следовательно возникают перегревы.
,где
b – ширина резистивного материала,
а – расстояние между резистивными полосками,
l – длина резистивного материала.
Оптимальной считается такая форма в которых суммарная площадь слоя минимальна.
3)Если коэффициент формы имеет малое значение, то резистор выполняется в виде ЦКП ( центральная контактная площадка).
4)В практике часто использую плёночные резисторы которые в которых можно осуществить подгонку по номиналу после их напыления
Пригонка делится:
– дискретная пригонка,
– плавная пригонка.
Вопрос 11. Материалы плёночных конденсаторов
Материалы для пленочных конденсаторов. Характеристики тонкопленочных конденсаторов зависят как от материала диэлектрического слоя, так и от материала обкладок.
Материал обкладок конденсатора должен удовлетворять следующим требованиям: иметь низкое электрическое сопротивление (для высокочастотных конденсаторов); обладать низкой подвижностью атомов; иметь ТКЛР, равный ТКЛР подложки и диэлектрического слоя; иметь хорошую адгезию, как к подложке, так и к ранее напылённым пленкам; обладать высокой антикоррозионной стойкостью в условиях агрессивной среды.
Для изготовления обкладок конденсаторов чаще всего применяются следующие материалы: алюминий А99 ГОСТ 110G9—74; тантал ТВЧ ТУ 95.311— 75; титан ВТ1-0 ТУ I-5-111—73.
Материалы,
применяемые для изготовления
диэлектрических слоев, должны удовлетворять
следующим требованиям: иметь высокое
значение диэлектрической проницаемости;
минимальный температурный коэффициент
емкости (ТКЕ); минимальные потери энергии
на высокой частоте (tg
);
обладать высокой влагостойкостью и
теплостойкостью; обеспечивать
напыление плотных и однородных пленок;
иметь хорошую адгезию как к подложке,
так и к материалам обкладок; обладать
высокой электрической прочностью.
Электрофизические характеристики материалов, применяемых для изготовления диэлектрических слоев, приведены в таблице.
13 Проводники в гис
Элементы ИМС соединяются меж собой тонкопленочными проводниками. Материал пленки должен обеспечивать омический контакт к кремнию; иметь низкое удельное сопротивление; неплохую адгезию к кремнию и двуокиси кремния; ТКР, близкий к ТКР кремния и двуокиси кремния; выдерживать высшую плотность тока. Контакт должен быть механически крепким, не подвергаться коррозии, не образовывать хим соединений с кремнием. Более много им отвечает алюминий, имеющий удельное сопротивление 2,6 ∙ 10-6 Ом∙см. В БИС и СБИС создаются несколько слоев межсоединений, разбитых слоями диэлектрика. Более сложные схемы (СБИС) могут иметь до 9 - 12 слоев межсоединений. С увеличением степени интеграции роль межсоединений растет: они занимают все огромную площадь кристалла (60 – 85 %) и начинают влиять на главные характеристики схем: площадь кристалла, быстродействие, показатель свойства, помехоустойчивость, надежность и др. При ширине проводников около 0,1 мкм внутренние соединения «съедают» до 90 % сигнала по уровню и мощности. Ежели с уменьшением размеров быстродействие логических частей растет, то быстродействие межсоединений системы металлизации понижается из-за уменьшения поперечного сечения проводников межсоединений и соответственного увеличения погонного сопротивления, также из-за уменьшения расстояния меж примыкающими проводниками, заполненного диэлектриком, и соответственного роста электрической емкости. В итоге, начиная с некого уровня интеграции ИМС, задержки сигналов в межсоединениях могут превосходить задержки в самих логических элементах. С уменьшением поперечного сечения проводников межсоединений возникает и ряд остальных заморочек: понижается электромиграционная стойкость проводников, существенно усложняются технологические приемы травления при разработке рисунка проводников и др. Это обусловило переход на медную металлизацию, потому что из всех металлов медь владеет самой наилучшей электропроводностью ρ = 1,68 ∙ 10-6 Ом∙см (кроме серебра). Медная металлизация выдерживает в 5 раз огромную плотность тока, чем дюралевая (за счет наилучшей электро- и теплопроводимости и поболее высочайшей температуры плавления). Главные достоинства меди как материала межсоединений перед алюминием — наиболее низкое удельное сопротивление, что по оценкам дает 40% выигрыш в быстродействии, наиболее высочайшая термическая стабильность и значительно наименьшая склонность к электромиграции.