27. Какие материалы используются для изготовления подложек гибридных и совмещенных имс? Требования к подложкам.

Материалом подложек служат стекла, представляющие собой различные системы оксидов; керамика (в частности, поликор и бериллиевая керамика); ситалл; синтетический сапфир.

Подложки, используемые при изготовлении тонкопленоч ных схем, должны удовлетворять следующим требованиям:

• иметь большую механическую прочность при небольших толщинах;

• обладать высоким удельным электрическим сопротивлением и малыми потерями на высоких частотах и при высокой температуре;

• быть химически инертными к осаждаемым веществам;

• не иметь газовыделений в вакууме;

• сохранять физическую и химическую стойкость при нагревании до 400–500⁰С;

• иметь температурный коэффициент линейного расширения, близкий к коэффициентам расширения осаждаемых пленок;

• иметь хорошую адгезию к осаждаемым пленкам;

• обладать высокой электрической прочностью;

• иметь высокую теплопроводность.

Характеристики материалов подложек ГИМС показаны в таблице.

Электрофизические и механические параметры некоторых материалов подложек

Если требуется обеспечить хороший теплоотвод, высокую механическую прочность и жесткость конструкции, то применяют металлические подложки: алюминиевые, покрытые слоем диэлектрика или эмалированные стальные.

28.Поясните методику расчета геометрии пленочных резисторов.

Тонкопленочный резистор с прямолинейной геометрией (см. рис. 2.1) изготовлен на диэлектрической подложке и состоит из резистивного материала шириной b, длиной l, и контактных площадок (КП) с величиной перекрытия резистивного слоя h для ликвидации влияния возможного рассовмещения слоев.

2. Топология (а) и структура (б) прямолинейного резистора

Каждому материалу резистора соответствует определенный материал контактных площадок (КП), представленный в таблице 2.3 [ХХ].

Сопротивление пленочного резистора определяется без учета контактного сопротивления.

Материал резисторов и контактных площадок

Сопротивление резистора, приведенного на рисунке 2.1, определяется выражением

где K_ф — коэффициент формы.

На рисунке 4.2 показаны резисторы более сложной конфигурации (50 8 Kф 8 10). Их сопротивления определяются как

где –суммарная длина прямолинейных участков резистора; n – число изломов или четвертей кольца; – число, определяющее сопротивление области излома или четверти кольца.

Для резистора на рисунке 4.2а: ; n = 6; K_из1 =0,55.

Для резистора на рисунке 4.2б: , n = 4; K_из2 = 1,57·l_n(r₂/r₁).

3. Пленочные резисторы больших номиналов: меандр (а), змейка (б), полосковый (в).

На рисунке 2.2а пунктирным прямоугольником обозначено звено (шаг) меандра. Если считать, что резистор типа «меандр» состоит из целого числа звеньев с шагом (a + b) и имеет длину , то занимаемая им площадь

В большинстве случаев в этом выражении можно пре небречь вторым членом. Тогда

т. е. при заданных K_ф, b, a (часто a = b) площадь меандра имеет приблизительно постоянную величину, не зависящую от длины и ширины меандра. Обычно стараются не делать K_ф более 50 и менее 0,1.

В резисторах типа «меандр» в местах изломов происходит больший разогрев, что в некоторых случаях необходимо учитывать.

При изготовлении резисторов больших номиналов, рассеивающих большую мощность, целесообразно использовать конфигурацию, показанную на рисунке 2.2в.

При выборе геометрии резистора контактные площадки следует располагать с противоположных сторон (рис. 2.1 и 2.2), а не с одной стороны (рис. 2.3). В последнем случае на сопротивление резистора повлияет рассогласование резистивного и контактного слоев при проведении фотолитографии или масочного напыления материалов.