Тема 3
Тонкопленочные проводники и контактные площадки.
Требования к проводникам и контактным площадкам.
Высокая электропроводность ).
Хорошая адгезия с подложкой.
Стабильность или микроконтактирование.
Малое переходное сопротивление в местах соединений.
Химическая инертность материалов по отношению друг к другу.
Близость ТКЛР (температурный коэффициент линейного расширения) материала проводника и контактной площадки, и подложки.
Способность к химическому травлению.
Для этого используют материалы: медь, золото, алюминий.
Медь:
«+»: высокая электропроводимость, хорошо плавится в травителях…
«- »: низко карозиойная стойкость и недостаточная адгезия…
Золото:
«+»: оно не окисляется, карозиойная стойкость высокая, высокая проводимость…
«-»: агрегация (увеличение сопротивления при высоких температурах), имеет недостаточную адгезию…
Алюминий:
«+»: прекрасная адгезия, не требует защиты…
«-»: при температурах 400 и более градусов образует гранулы, плохо паяется, малая плотность…
Тонкопленочные резисторы.
Тонкопленочные резисторы:
Полосковый.
Меандр.
Составной.
Какими параметрами характеризуются:
Номинальное сопротивление.
ТКС (температурный коэффициент сопротивления).
ТКС зависит TK.
Допуск на сопротивление.
Допуск - 5÷10%.
Допустимая мощность рассеивания.
Допустимая мощность рассеивания зависит от материала, от геометрии резистора, от условий теплоотвода.
На все эти параметры влияют три основных технологических фактора, процесс напыления, который характеризуется:
Вакуумом.
Температурой подложки.
Скоростью конденсации (образования пленки).
Какие применяются материалы.
Чистые металлы (W, Re, Cr).
Сплавы (NiCr, металлосилицидные сплавы).
Керметы (керамика с металлами).
Особенности этих материалов.
Хром (Cr)
«+»: высокая адгезия, трудно воспроизводятся параметры (окисление: 4Cr + 302 = 2Cr2O3)…
«-»: низкоомные резисторы…
Три основных метода для нанесения NiCr:
Метод взрывное испарение (метод гидродозирования).
Испарения из раздельных источников.
Электроннолучевое испарение.
Металлосилицидные сплавы.
Сплав
Состав
РС-5402
РС-3710
РС-1004
%
Si – основа
Cr – 52-55%
Fe – 1-3%
Si – основа
Cr – 37%
Ni – 10%
Si – основа
Ni – 10 %
Fe – 4%
10-500
50-5000
3000-50000
±0,5%
±0,5%
±2%
Pрис.,
1,7
5,0
5,0
ТКС,
(
10-4
10-4
Керметы.
Керметы – керамика с металлом. В качестве металла используют хром, а в качестве керамики К50С (кермет, в котором 50% хрома и 50% стекла). Методы формирования такие же, как у металлосилицидных сплавов.
Тонкопленочные конденсаторы.
.
Материалы электродов.
Материал диэлектрика
ε
Cуд
tgδ
Способ нанесения диэлектрика
SiO
5-6
5000-10000
0,01-0,02
Термическое испарение
GeO
10-12
14000-18000
0,001-0,005
Термическое испарение
Стекла:
SiO2 × B203
SiO2 × Al2O3
=4 (?)
15000-25000
0,001-0,005
Термическое испарение
(взрывное испарение)
Требования к диэлектрику:
Конденсатор – высокое значение епсилон.
Выдерживает большую пробивную напряженность.
Малые диэлектрические потери.
Минимальное количество дефектов структуры.
Хорошая адгезия.
Устойчивость в условиях высоких температур и влаги.