Лаба_1

Варианты технологии

Структура и топология тонкопленочных резисторов

а) Трафаретный: напыление резистивных элементов через трафарет, напыление проводящих элементов через трафарет;

б) 1 - Фотолитографический: напыление сплошной резистивной плёнки, напыление сплошной проводящей пленки, фотолитография по проводящей плёнке, фотолитография по резистивной плёнке

2 - Комбинированный: напыление сплошной резистивной плёнки, напыление проводящих элементов через трафарет, фотолитография по резистивной плёнке

Трафаретный вариант, хотя и является более производительным и дешёвым, заметно уступает фотолитографическому по разрешающей способности (аmin) и точности ( п), что следует из сравнительной таблицы.

Уширение проводящего вывода на величину В с каждой стороны призвано не допустить изменение сопротивления резистора из-за погрешности совмещения резистивного и проводящего рисунков.

Проектирование интегральных резисторов

1.Определяется оптимальное значение удельного поверхностного сопротивления Rсл=R0. Искомое значение лежит внутри ряда сопротивлений, выстроенного по возрастающей, т.е. R1, R2,…Rm, (R0), Rm+1…RN. Исходя из соотношения

можно сказать, что R0 делит группу из N резисторов на две группы,

отличающиеся формой: 1-я группа имеет Ri < R0 и соответственно l<а; 2-я группа имеет Ri > R0 и соответственно l>а. С учётом выбранного варианта технологии и данных сравнительной таблицы назначают меньшие (критические) размеры резисторов минимальными.

Суммарную площадь резисторов можно представить суммарным числом квадратов, которое необходимо свести к минимуму:

С погрешностью, не превышающей несколько процентов, оптимальное значение

Rсл может быть определено по выражению:

Две формы резисторов в зависимости от соотношения Ri и R0

а) при Ri<R0

б) при Ri>R0

2. Выбор марки резистивного сплава. По найденному значению R0

выбирают марку резистивного сплава так, чтобы R0 удовлетворяло рекомендованному диапазону значений Rсл. При наличии двух и более вариантов марок сплавов следует ориентироваться на большее значение

Р0, меньшие значения α и γст. При окончательном выборе марки сплава становятся известными конкретные значения Р0, α и γст.

4. Корректировка критических размеров с учётом заданной точности. Предельное допустимое отклонение сопротивления резистора можно представить в виде суммы предельных относительных погрешностей, связанных с технологией и эксплуатацией резисторов:

Первые три слагаемых (погрешности длины и ширины резистора, а также погрешность удельного поверхностного сопротивления) связаны с изготовлением резисторов, последние два (температурная погрешность и коэффициент старения плёнки) - с эксплуатацией. Коэффициент старения γст берётся непосредственно из паспортных данных выбранной марки сплава.

Обозначив сумму технологических погрешностей через γтехн., можно записать:

Новые критические размеры с учетом п. 4 запишутся следующим образом:

-для первой группы:

-для второй группы

5.Окончательный выбор критических (меньших) размеров резисторов. Из трёх значений, установленных для каждого резистора в пп.1,3 и 4, выбирают наибольший.

6.Вычисление вторых (больших) размеров для каждого резистора выполняется исходя из основного соотношения

для 1-й группы резисторов

для 2-й группы

Проектирование резисторов в форме меандра

1.При любой конфигурации резистора входной и выходной токи должны быть ориентированы в одну сторону. В противном случае предусмотренные уширения выводов не будут выполнять своих функций и погрешность совмещения проводящего и резистивного слоёв вызовут дополнительную погрешность сопротивления. Следует заметить, что для полупроводниковых резисторов указанное правило не имеет смысла.

2.Участок изгиба имеет пониженное сопротивление в сравнении с линейным участком той же длины (по средней линии), что требует корректировки длины резистора в сторону её увеличения. Так Г- образный участок, включающий три квадрата вместо 3Rсл имеет сопротивление 2,55Rсл, а П-образный, включающий пять квадратов, вместо 5Rсл имеет сопротивление 4Rсл. Это явление объясняется тем, что плотность тока на изгибах оказывается более высокой у внутреннего контура резистора, в результате чего электрическая длина резистора (по средней плотности тока) уменьшается.