Тонкопленочные резисторы

Пассивные элементы тонкопленочных ГИС

, где

r₀ – удельное объемное сопротивление;

R₀ – удельное поверхностное сопротивление квадрата поверхности Ом/м²;

Кф – коэффициент формы;

Типичные параметры плёночных резисторов:

Тип резистора	Rо, Ом/Кв	Rтах, ОМ	Rтin, ОМ	d, %	ТКС- 10-4/С°	DR(t), % при 70°С на 1000ч
б/пдг	с/пдг
Тонко плёночный	10 - 30000	106		±5	±0,05	0,25	0,005
Толсто плёночный	5 - 106	108	0,5	±15	±0,2		0,05

Материал: хром, нихром, рений, тантал, нитрид тантала, кермет.

Стабилизация параметров резисторов осуществляется с помощью термообработки (отжига в вакууме или на воздухе) или термотоковой обработки. После проведения по­добных операций устраняются дефекты тонкоплёночной структуры, так как структура распыляемого образца отличается от структуры напылённого резистора.

Необходимость подгонки обусловлена:

1. Погрешностью воспроизведения электрофизических и геометрических пара­метров плёночных резисторов.

2. Требуемой функциональной точностью выходных параметров ГИС и МСБ.

Различают групповую и индивидуальную подгонку. Групповая подгонка - метод, с помощью которого изменение электрофизических свойств плёнки осуществляется по всей рабочей зоне резистора. Для данного метода можно использовать термообработку электронным лучом и анодное травление.

Сущность индивидуальной подгонки заключа­ется в изменении свойств и толщины плёнки (термотоковой обработкой, обработкой лу­чом лазера, анодным и химическим окислением), а также изменении контура самого ре­зистора (с помощью вращающегося алмазного бора, электроискровым испарением и т.д.).

Распространение получила специальная форма резисторов, позволяющая осуществлять подгонку путем перерезания или замыкания контактных перемычек.

2. Тонкоплёночные конденсаторы

Тонкоплёночные конденсаторы, используемые в МСБ, состоят из двух плёночных металлических обкладок и диэлектрического слоя между ними. Иногда в качестве кон­денсаторов используют пересечение проводников. Также можно встретить гребенчатые конденсаторы.

, где С₀ – удельная емкость.

В качестве материала обкладок чаще всего применяется алюминий, так как другие материалы (золото, серебро) имеют низкую адгезию и высокую миграционную способность. Типичные параметры плёночных конденсаторов:

Материал обкладки	Материал диэлектрика	Со, пФ/мм2	Сmax, нФ	d, %	ТКЕ, % / °С	Q (10Гц)	Eпр В/мкм
Аl	Si0	60-100		±15	0,2		50-100
А1+Ni	А1203		4-104	±15	0,03		<500
Аl	GеО	100-200		±15	0,15		10-50
Та+Ni, Та	Та2O5		105	±15	0,02		<500
Толстоплёночные		104	±20	0,05-0,15

Стабилизация параметров тонкоплёночных конденсаторов осуществляется термо­обработкой или посредством импульсной электрической тренировки, путем подачи последовательности прямоугольных импульсов в результате чего происходит «залечивание» слабых мест в конденсаторе (применяется как в процессе напыления, так и после изготовления).

Подгонка выполняется методом им­пульсного разряда, выжигающего слабые места в диэлектрике, а также выжиганием лу­чом лазера части верхней обкладки для понижения ёмкости. Осуществление подгонки сопряжено с трудностями, обусловленные трехслойной структурой, то есть возможностью закорачивания обкладок по торцу вдоль граница удаляемого участка. Механическое удаление верхнего слоя (или его испарение) трудно контролировать в виду разрушения диэлектрика.

Тонкопленочный конденсатор является наиболее ненадежным функциональным элементом пассивной части МСБ вследствие несовершенства диэлектрического слоя и наличия ослабленной зоны под выводы верхней обкладки в месте излома диэлектрика над границей нижней обкладки.

3. Тонкоплёночные индуктивности

Выполняются в виде спирали, чаще всего из золота. Ширина проводящего слоя - 30 - 50 мкм, ширина просвета - 50 - 100 мкм. Данные индуктивности имеют от Зх до 5ти витков и обычно работают в СВЧ диапазоне (3...5 ГГц). Если рабочая частота не превы­шает 100 МГц, то предпочтение отдаётся навесным индуктивностям.