Курсовая работа: Фізико-технологічні основи металізації інтегральних схем

Плівкові резистори

Плівковий резистор розташовують на поверхні діелектричної підкладки, конструктивно він складається з резистивної плівки певної конфігурації і контактних площадок.

Розміри контактної області повинні вибиратися такими, щоб при якнайгірших поєднаннях геометричних розмірів резистивного шару і контактних площадок резистивна і провідна плівки перекривалися, забезпечуючи малий перехідний опір контакту в низькоомних резисторах. Як резистивні матеріали тонкоплівкових резисторів використовують чисті метали і сплави з високим електричним опором, а також спеціальні матеріали – кермети, які складаються з частинок металу і діелектрика (наприклад, Cr і SIO).

Широко поширені плівки хрому і танталу. На основі керметів, до складу яких входять хром і монооксид кремнію, отримують високоомні резистори. Для виготовлення товстоплівкових резисторів застосовують пасти, що складаються з порошку скла, наповнювача і органічної зв'язки. Широко використовують свинцеві і цинкові борсилікатні стекла. Як наповнювач резистивних паст застосовують срібло, паладій і їх сплави. [2]

Резистори, що підганяються

Застосовують плавну і ступінчасту підгонку опору резисторів. Плавна підгонка забезпечує точність до сотих доль відсотка, ступінчаста – до одиниць відсотків. Плавну підгонку опору тонкоплівкових резисторів здійснюють, змінюючи або питомий поверхневий опір, або форму резистивної плівки.

Питомий поверхневий опір змінюють шляхом термічної, хімічної або механічної дії на матеріал плівки. Форму резистивної плівки коректують шляхом видалення частини резистивного матеріалу.

Ступінчаста підгонка опору здійснюється видаленням металевих перемичок в підганяльних секціях. Найбільш поширений спосіб плавної підгонки, пов'язаний із зміною геометрії резистора лазерним променем. В процесі підгонки частина плівки віддаляється і опір збільшується. При лазерній підгонці спочатку проводять грубу підгонку випалюванням плівки упоперек, потім точну – уздовж резистора; випалювання резистивної плівки під кутом дозволяє сумістити грубу і точну підгонку. [1]

Плівкові конденсатори

Такі конденсатори належать до найбільш поширених елементів ІС. Конструктивно ці конденсатори є тришаровою структурою метал – діелектрик – метал (МДМ-структура) і складаються з нижнього і верхнього обкладань, розділених шаром діелектричного матеріалу.

До конструкції конденсаторів пред'являються наступні конструктивно-технологічні вимоги:

1) мінімальні габарити;

2) відтворюваність характеристик в процесі виробництва;

3) сумісність технічних процесів виготовлення конденсаторів з технологічними процесами виготовлення інших елементів ІС.

Характеристики конденсаторів визначаються властивостями використовуваних матеріалів. До діелектрика конденсаторів пред'являються наступні вимоги:

1) високі – діелектрична проникність, електрична міцність і опір ізоляції;

2) малі – температурний коефіцієнт діелектричної проникності і діелектричні втрати, хороша адгезія, сумісність з технологічними процесами виготовлення інших елементів мікросхем. [5]

Діелектрик конденсатора формується методами термічного напилення, іонно-плазмового і реактивного розпилювання.

Для виготовлення діелектричних тонких плівок застосовують монооксиди кремнію SiO і германію GеO, оксиди алюмінію Al₂ O₃ , танталу Ta₂ O₅ , титана TiO₂ і рідкоземельних металів. Високі питомі ємкості мають титанати барію і кальцію. При виготовленні діелектричних шарів товстоплівкових конденсаторів використовують пасти, які містять титанат барію або діоксид титану, що мають високу діелектричну проникність. [2]

Матеріал обкладок конденсатора повинен задовольняти наступним вимогам: мати низький електричний опір обкладань, хорошу адгезію, володіти низькою міграційною рухливістю атомів, високою корозійною стійкістю. [1]

Конденсатори, що підганяються

Іноді виникає необхідність конструювання плівкових конденсаторів з підвищеною точністю відтворення ємкості, що перевершує технологічні можливості способу їх виготовлення, а також конденсатори, ємкість яких може змінюватися в певних межах.

Підгонка може здійснюватися як у бік зменшення, так і у бік збільшення ємкості. Конструкція конденсатора, що підганяється, має підганяльні секції. Підганяльні секції можна довільно розміщувати по сторонах верхньої обкладки. При підгонці можливе збільшення ємкості конденсатора за допомогою дротяних перемичок. Додаткова ємність визначається площею обкладання секції, що додатково підключається.[3]

Плівкові індуктивні елементи

Такі елементи широко поширені в аналогових ІМС. Індуктивні елементи входять до складу коливальних контурів автогенераторів, смугових фільтрів, ланцюгів корекції частотних характеристик і так далі. Товщина плівкової спіралі залежить від робочої частоти і визначається глибиною проникнення електромагнітної хвилі в матеріал плівкового провідника. Для виготовлення плівкових спіралей застосовують матеріали з високою електропровідністю.[2]

Елементи комутації

Такі елементи (провідники і контактні площадки) служать для електричного з'єднання компонентів і елементів ІС між собою, а також для приєднання до виводів корпусу.

Електро-фізичні властивості комутаційних провідників і контактних площадок визначаються властивостями вживаних матеріалів, до яких пред'являються наступні вимоги:

1) висока електропровідність;