5.1 Подложки гимс.

Подложки в ГИМС играют очень важную роль. Во-первых, подложка является конструктивной основой микросхемы: на неё наносят в виде пленок пассивные элементы схемы и размещают контакты для подключения микросхемы к аппаратуре. Во- вторых, от материала подложки и его обработки существенно зависят параметры осаждаемых пленочных слоев и надежность всей микросхемы.

Материал подложки должен обладать:

- высоким удельным электрическим сопротивлением,

- быть механически прочным при небольших толщинах,

- химически инертным к осаждаемым веществам,

- иметь высокую физическую и химическую стойкость при нагревании до нескольких сот градусов,

- не выделять газов в вакууме,

- обладать хорошей полируемостью поверхности,

- иметь хорошую адгезию (механическое сцепление, прилипаемость) к напыляемым пленкам,

- иметь хорошую теплопроводность,

- иметь температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛ) по возможности близким к ТКЛ напыляемых слоев,

- быть недефицитным и иметь невысокую стоимость.

Большинству из этих требований удовлетворяют стекло и керамика. К недостаткам подложек из стекла следует отнести малую теплопроводность, а подложек из керамики – шероховатость поверхности.

В настоящее время для подложек ГИМС в основном применяют ситалл и фотоситалл. Они представляют собой стеклокерамический материал, получаемый путем термообработки (кристаллизации) стекла. По своим свойствам они превосходят свойства исходного стекла и отвечают всем выше перечисленным требованиям.

Подложки, применяемые для ГИМС, имеют, как правило, квадратную или прямоугольную форму (таблица 5.1).

Таблица 5.1

Ширина, мм	10	10	10	12	16	16	16	20	24	30
Длина, мм	10	12	16	30	20	30	60	24	30	48

5.2 Резисторы.

Структура и конфигурации пленочного ре­зистора показаны на рисунке 5.2. Как видим, в общем случае конфи­гурация пленочного резистора такая же, как диффузионного (рисунок 4.17). Она может быть полосковой (рисунок 5.2б) или зигзагообразной (рисунок 5.2в).

Рисунок 5.2

Расчет сопротивления можно проводить по фор­муле R=R_SK_Ф, где R_S - удельное сопротивление слоя зависит от его толщины и материала и K_Ф =l/b- коэффициент формы. Коэффициент формы лежит в пределах 0,1 – 50.

Типичные значения R_S и удельной мощности рассеивания Р₀ приведены в таблице 5.2.

Таблица 5.2

Материал	RS, Ом	Р0, мВт/мм^2	Материал	RS, Ом	Р0, мВт/мм^2
Хром	10-50	20	Рений	200-300	30
Нихром	300	20	Сплав МЛТ-3	500	20
Тантал	20-100	30	Сплав РС-3001	1000-2000	20
Нитрид тантала	200	30	Сплав РС-3710	3000	20
Кермет	10^3-10^4	20	Паста	10^2-10^5	20

Примечание: паста используется в толстопленочных ГИМС.

Разброс значений сопротивлений составляет: без подгонки 5%, а с подгонкой - 0,05%, ТКС - 0,2510^-4С.

Из выше сказанного можно сделать следующие выводы:

- диапазон сопротивлений пленочных резисторов несравненно шире, чем полупроводниковых (диффузионных и ионно-легированных);

- тонкопленочная технология обеспечивает более высокую точность и стабильность резисторов;

- подгонка обеспечивает существенное уменьшение разброса (допусков) сопротивлений; следовательно, возможность такой под­гонки является важным преимуществом пленочных резисторов;

Подгонку резисторов можно осуществлять разными способами. Простейший, исторически первый способ состоит в частичном меха­ническом соскабливании резистивного слоя до того, как поверхность ИС защищается тем или иным покрытием. Более совершенными яв­ляются методы частичного удаления слоя с помощью электрической искры, электронного или лазерного луча. Разумеется, все эти спо­собы позволяют только увеличивать сопротивление резис­тора. Наиболее совершенный и гибкий метод состоит в пропуска­нии через резистор достаточно большого тока. При токовой подгон­ке одновременно идут два процесса: окисление поверхности резис­тивного слоя и упорядочение его мелкозернистой структуры. Первый процесс способствует увеличению, а второй - уменьшению сопро­тивления. Подбирая силу тока и атмосферу, в которой ведется под­гонка, можно обеспечить изменение сопротивления и в ту, и в дру­гую сторону на ±30% с погрешностью (по отношению к желатель­ному номиналу) до долей процента.