Элементы пленочных ИС. Типичные параметры пленочных резисторов. Катушки индуктивности. Добротность катушек индуктивности на высокой частоте

элементы могут изготавливаться как по тонкопленочной, так и по толстопленочной технологии. Конфигурации тонко- и толстопленочных элементов одинаковы, но их конкретные геометрические размеры (при заданных электрических параметрах) могут существенно различаться в связи с использованием совершенно разных материалов.

Пленочные элементы нет необходимости изолировать друг от друга, так как все они выполняются на диэлектрической подложке. Поскольку подложка сравнительно толстая (не менее 500 мкм), а расстояния между элементами сравнительно большие, паразитные емкости практически отсутствуют и их учет на эквивалентных схемах обычно не имеет смысла.

Резисторы.    Структура и конфигурации пленочного резистора показаны на рис. 7.50. Как видим, в общем случае конфигурация пленочного резистора такая же, как диффузионного (рис. 7.35), т.е. зигзагообразная. В частности, она может быть полосковой. Поэтому расчет сопротивления можно проводить по формулам (7.5). Удельное сопротивление слоя зависит от толщины слоя и материала. Типичные значения R_sприведены в табл. 7.5. Там же приведены типичные значения других параметров резисторов: максимального и минимального номиналов сопротивления, разброса номиналов (δ), температурного коэффициента (ТКС) и временного дрейфа сопротивления (за 1000 ч при температуре + 70 °С).

Значение разброса (допуска) δ приведены для двух случаев: когда отсутствует специальная подгонка (юстировка) резисторов после их изготовления (б/подг.) и после такой подгонки (с подг.). Способы подгонки рассмотрены ниже. Значения ТКС также приведены для двух величин: для сопротивления отдельного резистора (R) и для отношения сопротивлений двух резисторов (R₁/R₂).

Из табл. 7.5 можно сделать следующие общие выводы:

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

- тонкопленочная  технология  обеспечивает  более  высокую прцизионность и стабильность резисторов;

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

- отношение сопротивлений, как и в случае полупроводниковых ИС, характеризуется меньшим разбросом и меньшим ТКС, чем отдельное сопротивление.

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.

Конденсаторы. Структура и конфигурация типичного пленочного конденсатора показаны на рис. 7.51. Удельная емкость конденсатора определяется по формуле (7.4), где толщина диэлектрической пленки dсущественно зависит от технологии: для тонких пленок d= 0,1-0,2 мкм, для толстых d= 10-20мкм. Поэтому при прочих равных условиях удельная емкость  толстопленочных конденсаторов меньше, чем тонкопленочных. Однако различие в толщине диэлектрика может компенсироваться благодаря различию диэлектрических проницаемостей материалов. У тонкопленочных конденсаторов удельная емкость не пропорциональна диэлектрической проницаемости используемого материала, так как учитывается еще его пробивная напряженность.

Материал с высоким значением ε может иметь малую пробивную напряженность. Тогда при заданном пробивном напряжении толщину диэлектрического