Элементы гибридных ИС

Одним из основных элементов ГИС является подложка из стеклокерамического материала. Форма всегда прямоугольная. К подложке предъявляются высокие требования по чистоте обработки поверхности, по химической стойкости и электрической прочности.

Контактные площадки предназначены для обеспечения электрического контакта между плёночными элементами и соединительными проводниками, а также между плёночными и навесными элементами.

Контактные площадки изготавливаются из алюминия, меди, реже из серебра, золота.

Плёночные резисторы имеют прямоугольную форму (рисунок 1.37).

Рисунок 1.48. Пленочные резисторы

При необходимости получить большую величину сопротивления допускается их изготовлять в виде меандра. Материалами для изготовления резисторов служит никель, нихром, металлокерамика.

Плёночные конденсаторы представляют собой плёночную трёхслойную структуру, между которыми наносится диэлектрическая плёнка. Для обкладок применяют алюминий, медь, реже серебро, золото. В виде диэлектрика наносится окись кремния (SiO₂), моноокись германия (GeO), окись тантала (Ta₂O₅). Допускается для получения больших ёмкостей напылять многослойные конденсаторы. Структура тонкоплёночного конденсатора приведена на рисунке 1.38,а.

Очень редко применяются плёночные катушки индуктивности (рисунок 1.38,б).

а б

Рисунок 1.49. а – Структура тонкоплёночного конденсатора;

б – Пленочная катушка индуктивности

Навесные элементы – диоды и транзисторы могут быть с гибкими или жёсткими выводами.

В ИС применяются различные способы изоляции между элементами. Межэлементная изоляция с помощью PN -переходов не требует дополнительных затрат, но ее сопротивление зависит от частоты; используется до 10⁶ Гц.

Межэлементная изоляция диэлектриком (напр. SiO₂) сложная, доро­гая, но дает выигрыш по частоте в 100 раз. Возможно использование комбинированного метода. В схемах СВЧ используется воздушная межэлементная изоляция.

Топология ИС. Топологией интегральной микросхемы является зафиксированное на материальном носителе пространственно-геометрическое расположение совокупности элементов интегральной микросхемы и связей между ними(«трехмерная» интеграция).

Интегральные микросхемы – наиболее обычная и распространенная форма выражения топологии, предназначенная для практического применения (использования) топологии.

В трехмерных структурах элементы формируют в разных слоях, че­редующихся в вертикальном направлении. Примером может служить вертикаль­ная структура полевого транзистора, в которой исток и сток расположены друг над другом, а канал проходит в вертикальном направлении. Другим примером может служить создание двухслойных КМДП-структур. В этих структурах име­ется общий затвор, под которым расположен N -канал, а над затвором — P -канал. Такая комплементарная пара вместе с соединениями занимает такую же площадь, как один транзистор с каналом N- типа. По сравнению с обычной КМДП-структурой, в которой транзисторы с N- и P -каналом расположены в одной плоскости, двухслойная КМДП-структура позволяет повысить степень интеграции пример­но в 3-4 раза. Количество элементов в базовом кристалле определяется уровнем технологии и достигает 10⁶.

Дата добавления: 2014-11-16