лами рабочих элементов, высокая чистота поверхности (12-14 класс чистоты по ГОСТ 2789-59).

Для изготовления микросхем используют подложки различных размеров. Наиболее распространены прямоугольные подложки размером: 6X15, 8X12, 11X11, 10X16, 12X12, 12X16, 12X20, 6Х Х20, 24X30, 48X60 мм с отклонениями от номинального размера не более 0,3 мм, неперпендикулярностью сторон не более 0,1 мм и непараллельностью плоскостей не более 0,05 мм. Толщина подложек - О, 6; 1,0 и 1,6 мм с отклонением не более 0,1 мм.

В табл. 18.2 приведены основные характеристики наиболее часто применяемых подложек.

ТАБЛИЦА 18.2

Основные электрофизические характеристики некоторых материалов подложек

Примечание. Электрическое объемное удельное тивление не менее IQi* Ом-см.

сопро-

Рабочие элементы схемы (за исключением полупроводниковых приборов) выполняются на поверхности подложки в виде пленок различных материалов (резистивных, проводящих или диэлектрических). В гибридных схемах используются как тонкие, так и толстые пленки. Термин тонкие пленки относится к пленкам толщиной до нескольких микрометров. Производство тонких пленок требует больших капитальных затрат,поэтому они используются в сложных аналоговых системах с жесткими допусками на элементы, где требуется крайне высокая стабильность параметров резисторов.-

Если требуется быстро разработать большое количество разнообразных по типу гибридных скем, более рационально использовать толстопленочные микросхемы. .

В отличие от других методов микроэлектроники в производстве гибридных пленочных микросхем наибольшие экономические затраты связаны не с процессом изготовления пленочных элементов, а с процессом сборки и испытания микросхем.

Основными способами получения тонких пленок являются термическое испарение в вакууме, катодное распыление и химическое осаждение. Толстые пленки наносятся на подложку методом шелко-графии. Выбор метода получения пленок зависит от многих факторов: состава наносимого вещества, состояния поверхности и температуры подложки, заданной толщины, режима технологического процесса, методов контроля и т. п.

Материалы для пленочных элементов

Резисторы. Резистивные пленки независимо от материала удобно характеризовать величиной сопротивления на квадрат поверхности pQ. Эта величина является объективной характеристикой пленок и зависит от удельного сопротивления материала и толщины.

Для изготовления резисторов используют хром, нихром, тантал, сплав МЛТ, металлокерамику, проводящие краски. Эти материалы позволяют получить рд от 20 до 20 ООО Ом. Параметры некоторых резистивных материалов приведены в табл. 18.3.

ТАБЛИЦА 18.3

Параметры некоторых резистивных материалов

Наиболее подходящая толщина тонких резистивных пленок от 100 до 2000 А. Задавшись толщиной пленки в этих пределах, подбирают материал, обеспечивающий необходимую величину сопротивления. При этом следует учитывать, что выбирать материалы с высоким сопротивлением на квадрат не всегда выгодно, так как при извлечении из вакуумной камеры в результате окисления на воздухе тонкие пленки иногда изменяют свое сопротивление на 50% Для тонкопленочных резисторов лучше всего выбирать

материалы, у которых Pq = 100 ... 5б0 Ом, хотя возможности современной техники позволяют получать резисторы с номиналами от 10 до нескольких тысяч ом на квадрат.

Контактные площадки и проводники. В качестве материалов для проводников используют медь и золотое подслоем хрома, алюминий, никель. Когда диэлектриком служит моноокись кремния, лучше всего применять алюминией, так как он хорошо согласуется с кремнием.

Для контактных площадок наиболее часто используется золото. Толщина проводящих пленок обычно выбирается в пределах от 0,Б до 5 мкм.

Материалы для диэлектриков конденсаторов. В качестве ди-влектриков при изготовлении пленочных конденсаторов применяются моноокись кремния и сульфид цинка. Свойства пленок из моноокиси кремния в сильной степени зависят от скорости испарения и состава остаточных газов в вакуумной камере. Пленки из сульфида цинка менее критичны к условиям напыления.

Максимальная толщина диэлектрических пленок ограничивается, результирующим внутренним напряжением и определяется величиной порядка 15 ООО А. Минимальная толщина пленки ограничивается пористостью структу1эы и заданными рабочими напряжениями (около 600 А).

Удельные емкости, получаемые при использовании моноокиси кремния (8 = 6), лежат в пределах от 5000 до 10 ООО пФ/см.

При выборе материала диэлектрика следует его структуру по возможности лучше согласовывать со структурой остальных материалов пленочной схемы.

Для получения больших емкостей можно использовать анодированный тантал (е = 25).

Межслойная изоляция. Для межслойной изоляции применяется моноокись кремния (е = 6, tgS =0,03, пробивное напряжение не менее 0,8 В/см, ТКЕ 5 Ю * 1/ С в диапазоне темпе- -ратур от -60 до+125° С).

Электроизоляционные и влагозащитные покрытия. Для защиты от влаги подложек с нанесенными элементами можно применять заливочные и покровные органические материалы, обладающие высокими электроизоляционными и влагозащитными свойствами, устойчивостью к воздействию повышенных температур и к циклическому воздействию низких и высоких температур, не влияющие на параметры схем, эластичные и ремонтоспособные.

Могут быть рекомендованы самовулканизирующиеся М астич-ные компаунды типа КЛ на основе низкомолекулярных кремнийор-ганических каучуков СКТН и СКТИ-1, работающие в диапазоне температур от -60 до -4-300* Сив условиях повышенной влажности, а также компаунды-герметики типа ПЭК на основе эпоксидной смолы, модифицированной карбосиликатным каучуком и полиэфиром. Эти компаунды отличаются прочностью, эластичностью, морозостойкостью и обеспечивают стабильность параметров, стойкость к термоударам и длительному воздействию повышенной влажности.

В качестве покровных материалов для защиты от влаги можно применять лак СБ-1с, лак УР-930, эпоксиднорезольный лак ЭП-096, кремнийорганические лаки К-47 и К-57, эпоксидные эмали ЭП-74Т, ЭП-91, ЭП-92 и т. д. Для стабилизации параметров и защиты поверхностей р-п переходов полупроводниковых приборов применяют компаунды типа МБК, виксинт, К-18 и др. 688