Пленочные ИС

Пленочные ИС имеют подложку (плату) из диэлектрика (стекло, керамика и др.). Пассивные элементы, т.е. резисторы, конденсаторы, катушки и соединения меж элементами, выполняются в виде разных пленок, нанесенных на подложку. Активные элементы (диоды, транзисторы) не делают пленочными. Таким образом, пленочные ИС содержат лишь пассивные элементы.

Принято различать ИС тонкопленочные, у которых толщина пленок не более 2 мкм, и толстопленочные, у которых толщина пленок существенно больше. Разница меж этими ИС заключается не столько в толщине пленок, сколько в различной технологии их нанесения. Тонкопленочные ИС ‒ это схемы, элементы которых совместно с межсоединениями создаются в виде тонких пленок, (проводящих, резистивных, диэлектрических и полупроводниковых) разных материалов, осажденных на общей стеклянной или керамической подложке. Схемы подобного типа изготавливают напылением в вакууме через соответствующие маски. Подложки представляют собой диэлектрические пластинки толщиной 0,5‒1,0 мм, тщательно отшлифованные и отполированные.

При изготовлении пленочных резисторов на подложку наносят резистивные пленки. Если сопротивление резистора не должно быть очень большим, то пленка делается из металлического сплава высокого сопротивления, например, из нихрома. А для резисторов высокого сопротивления применяют смесь сплава металлов с керамикой. На концах резистивной пленки делаются выводы в виде металлических пленок, которые являются проводниками, соединяющими резистор с другими элементами. Сопротивление пленочного резистора зависит от толщины и ширины и длины пленки, её материала.

Удельное сопротивление пленочных резисторов выражают в особых единицах – омах на квадрат (Ом/кВ.), так как сопротивление данной пленки в форме квадрата не зависит от размеров этого квадрата. Действительно, если сделать сторону квадрата, к примеру, в два раза больше, то длина пути тока возрастет вдвое, но и площадь поперечного сечения пленки для тока также возрастет вдвое, следовательно, сопротивление остается без изменения.

Тонкопленочные резисторы по точности и стабильности превосходят толстопленочные, но производство их сложнее и дороже. У тонкопленочных резисторов удельное сопротивление может быть от 10 до 300 Ом/кв. Точность их производства зависит от подгонки. Подгонка состоит в том, что тем либо другим методом резистивный слой частично удаляется и сопротивление, сделанное умышленно несколько меньшим, чем необходимо, возрастает до требуемого значения. В течение долгого времени эксплуатации сопротивление этих резисторов незначительно меняется.

Толстопленочные резисторы имеют удельное сопротивление от 2 Ом до 1 МОм на квадрат. Их стабильность во времени хуже, чем у тонкопленочных резисторов.

Пленочные конденсаторы чаще всего изготавливают с двумя обкладками. Одна из них наносится на подложку, потом на нее наносится диэлектрическая пленка, а сверху размещается вторая обкладка, содержащая, так же как и первая, соединительные проводящие элементы. В зависимости от толщины диэлектрика конденсаторы бывают тонко- и толстопленочными. Диэлектриком традиционно служат оксиды кремния, алюминия либо титана. Удельная емкость может быть от десятков до тысяч пикофарад на квадратный миллиметр, и соответственно этому при площади конденсатора в 25 мм² достигаются номинальные емкости от сотен до десятков тыс пикофарад. Точность производства ± 15 %.

Пленочные катушки делаются в виде плоских спиралей, чаще всего прямоугольной формы. Ширина проводящих полосок и просветов между ними составляет несколько десятков микрометров. Тогда создается удельная индуктивность 10‒20 мкГн/мм². На площади 25 мм² можно получить индуктивность до 0,5 мГн. Обычно такие катушки изготавливают с индуктивностью не более нескольких микрогенри. Увеличить индуктивность можно нанесением на катушку ферромагнитной пленки, которая будет выплнять роль сердечника.