Элементная База Электронных Вычислительных Средств

Пленочные конденсаторы являются распространенными элементами пленочных и гибридных ИМС и обеспечивают номинальные значения емкости до 5000 пФ. Основные конструкции представляют собой трехслойные структуры метал-диэлектрик-металл, различающиеся топологией. Некоторые из конструкций показаны на рис. 1.
Особенностью такой конструкции является то, что контур диэлектрика выходит за пределы обкладок, а верхняя обкладка вписывается в контур нижней. По этой причине неточность совмещения мало влияет на номинальное значение емкости. Это позволяет выполнять нижнюю обкладку и диэлектрик более простым масочным методом. Активная площадь обкладок может достигать 2-5 мм2. Диапазон получаемых емкостей – впределах (3…5)⋅103пФ. Выводы выполняют также в одну сторону или под прямыми углами. Конфигурация обкладок принимается чаще прямоугольной, но может быть и произвольной в зависимости от конфигурации свободных мест на микросхеме.

...

Изоляция диэлектриком. Диэлектрическая изоляция позволяет создавать ИМС с улучшенными характеристиками по сравнению со схемами, в которых применяется диодная изоляция, а именно: существенно увеличить напряжение пробоя изолирующей области, значительно (примерно на шесть порядков) уменьшить токи утечки, уменьшить (примерно на два порядка) паразитные емкости и в результате увеличить рабочую частоту аналоговых и быстродействие цифровых ИМС, повысить их радиационную стойкость. Один из технологических маршрутов формирования ИМС с диэлектрической изоляцией элементов представлен на рис.7.
Изоляция обеспечивается слоем окисла, нитрида или карбида кремния (Si) либо их сочетаниями (позиция 5 и последующие). Поликристаллический кремний, удельное сопротивление которого составляет менее 0,01 Ом•см, выполняет роль механического основания ИМС. Основные трудности реализации этого способа заключаются в проведении прецизионного шлифования с исключительно малыми отклонениями толщины сошлифованного слоя и высокой дефектности монокристаллических карманов после механической обработки их рабочей поверхности. Поликристаллический кремний можно заменить диэлектриком, например ситаллом, керамикой (керамическая изоляция), но ввиду несогласованности КТР кремния и керамики этот вариант не обеспечивает требуемой плоскостности пластин после процессов термической обработки и отличается низким выходом годных изделий. В ИМС с диэлектрической изоляцией затруднен теплоотвод от полупроводниковых областей; кроме того, площадь, занимаемая элементами ИМС, сравнительно большая, т. е. степень интеграции ИМС невысока.
Комбинированная изоляция. Комбинированная изоляция элементов ИМС является компромиссным вариантом, сочетающим технологичность изоляции р-п-переходом и высокие качества изоляции диэлектриком. Количество способов этой изоляции очень велико. Здесь элементы ИМС со стороны подложки изолированы обратно смещенным р-п-переходом, а с боковых сторон – диэлектриком (окислом, стеклом, керамикой).
Таким...