Таблица 5. Основные характеристики резистивных пленок для тонкопленочных ГПИС
| Материал |
Удельное
поверхностное
сопротивление
пленки, ps, Ом/кв |
Температурный коэффициент
сопротивления, TKC-10S, 1/°С |
Допустимая
удельная мощность,
рассеиваемая
на пленке, Вт/см3 |
5Идр/ % |
5RXP,% |
Коэффициент термического расширения, КТР-106,1/Т |
| Тантал |
25-2000 |
(+20+-40) |
10 |
0,5-1,0 |
- |
5 |
| Нитрид тантала |
10-300 |
-(50+100) |
- |
0,05-0,1 |
- |
- |
| Рений |
250-10000 |
(0+-10) |
- |
- |
1 |
- |
| Хром |
25-500 |
±20 |
2-4 |
±0,3 |
±0,2 |
- |
| Нихром |
3-600 |
±20 |
0,5-0,8 |
<0,1 |
- |
- |
| Силициды хрома |
200-500 |
±20 |
5 |
- |
- |
- |
| Керметы |
100-20000 |
(+25+-50) |
3-4 |
±(0,5+2) |
0,3 |
13,5 |
| Титан |
100-2000 |
(-110++300) |
2-4 |
0,5-1,2 |
- |
100 |
| Окислы олова |
80-5000 |
(+30+-70) |
2-4 |
1 |
- |
4,6 |
| Примечание. С |
имволами 5RnP и 5RXP обо |
значены изменения сопр |
этивления резисторов соо |
тветавенн |
о при наг| |
>узке и хранении. |
В ГПИС широкое применение нашли резисторы. Материал, применяемый для получения резистивных пленок, должен обладать:
· возможностью получения широкого диапазона стабильных во времени сопротивлений,
· низким температурным коэффициентом,
· низким уровнем шумов,
· малыми значениями паразитных параметров,
· требуемой мощностью рассеивания,
· высокой коррозионной стойкостью,
· минимальной занимаемой площадью. При выборе материала в процессе проектирования ГПИС необходимо учитывать, что структура, а следовательно, и параметры
Тонкопленочные резисторы могут быть изготовлены из металлов, сплавов (в том числе многокомпонентных), полупроводников и керметов (смесей металлов с керамикой).
Широкое применение находит хромонике-левый сплав (20% хрома и 80% никеля). Поверхностное сопротивление пленки из этого сплава достигает 300 Ом/кв при малом ТКС. Температура испарения у этого сплава значительная (1600 °С). Из сплава железа с хромом (79% железа, 21% хрома) и железонике-левого сплава (71,5% железа, 21% хрома, 7,5% никеля) получают пленки, обладающие поверхностным сопротивлением 150 Ом/кв с ТКС не более 1х Ю-
4 "С
1.
Значительно большим удельным сопротивлением (до 400 Ом/кв) обладает многокомпонентный сплав, состоящий из 74% никеля, 20% хрома, 3% железа и 3% алюминия.
Стабильность металлических пленок зависит до некоторой степени от температуры плавления металла, его плотности и возможности образования стойкого окисного поверхностного слоя. Как правило, чем выше температура плавления, тем выше стабильность характеристик пленки. Вольфрам дает очень стабильные характеристики пленок в вакууме, но эти пленки имеют весьма нестабильные характеристики на воздухе.
Рений — тугоплавкий металл, обладающий такими свойствами, которые обеспечивают образование пленок с очень стабильными характеристиками. Поэтому он находит все большее применение при изготовлении пленочных резисторов. Резисторы из рения обладают высоким удельным поверхностным сопротивлением (обычно порядка нескольких тысяч Ом/кв) и стабильны в вакууме при температурах до 500 °С. Стабильность вне вакуума зависит от типа защиты поверхности и метода ее термообработки. Защитным поверхностным слоем для резисторов из рения обычно служит окись кремния.
В том случае, когда необходимо получить высокостабильные пленки с большим поверхностным сопротивлением (несколько тысяч Ом/кв) и малым ТКС, используют тантал. Применение тантала для пленочных резисторов объясняется также следующими причинами:
· поверхность тантала легко покрывается пленкой окиси и становится малоактивной, хотя тантал и относится к активным металлам;
· тонкий прозрачный поверхностный слой окиси хорошо связан с танталом, обладает высоким сопротивлением коррозии в различных атмосферных условиях и не поддается воздействию многих кислот;
· реакция окисления тантала легко управляема и может быть использована для регулирования толщины пленки и ее сопротивления;
· пятиокись тантала является хорошим диэлектриком, что позволяет использовать тантал для изготовления не только пленочных резисторов, но и пленочных конденсаторов.
Большим поверхностным сопротивлением (до 10 000 Ом/кв) обладает пленка из сплава 24% хрома и 76% кремния. Напыление такой пленки производят по методу «взрыва» (данный метод будет рассмотрен в одном из следующих номеров). Полученные таким путем пленки отличаются малым ТКС (5х 10
-5 °С
-1) и высокой стабильностью (после 2000 ч работы изменение сопротивления не превышает 0,2%, а после 5000 ч — не более 3%).
Большим поверхностным сопротивлением (до 50 000 Ом/кв) обладают также пленки из керметов, представляющих собой смеси металлов с диэлектриками; например, пленки палладиево-серебряной глазури из танталово-хромового стекла. Резисторы на основе этих пленок используют в микросхемах, где допустимо высокое значение ТКС.
Наиболее удачной пленкой из кермета является тонкая пленка из смеси моноокиси кремния и хрома. Эти пленки обладают хорошими адгезионными свойствами, однородностью, стабильностью, высокой температурной устойчивостью и хорошими механическими свойствами. Сопротивление пленки можно изменять в широких пределах в зависимости от состава смеси. Наилучшие характеристики пленок получают при 70% хрома и 30% моноокиси кремния.
Большое распространение при химических методах осаждения пленок (данный метод будет рассмотрен в одном из следующих номеров) получили станатные резистивные пленки, состоящие в основном из двуокиси олова. В этих пленках имеется избыток олова по отношению к стехиометрическому составу, благодаря чему в этом окисле, который в чистом виде относится к классу полупроводников, преобладает электронная электропроводность, обеспечивающая значительную собственную электропроводность. Удельное сопротивление станатной пленки без добавок невысокое, до 20 Ом/кв.
Основным положительным качеством ста-натных пленок является высокая теплостойкость (до 250 °С), высокий уровень химической и механической стойкости, влагоустой-чивость, что при хорошей технологичности способствуют их широкому применению.
Однако чистая пленка двуокиси олова неустойчива при протекании тока, поэтому в ее состав всегда вводят добавки. Например, введение окиси сурьмы (до 50%) позволяет повысить устойчивость пленки при протекании тока и управлять температурным коэффициентом сопротивления в весьма широких пределах, вплоть до изменения его знака. Добавление в пленку двуокиси титана повышает ее удельное сопротивление.
Для изготовления толстопленочных резисторов применяют пасты, состоящие из основного функционального материала (наполнителя), порошка стекла (фритта), для хорошей адгезии частиц основного материала между собой и с подложкой, и органической связки. В качестве наполнителя резистивных паст применяют серебро, палладий и их сплавы, окислы таллия и рутения, индия, олова, а также нитридтанталовые пасты. В качестве связующего вещества обычно применяют свинцово-боросиликатные стекла или производные боросиликатов цинка. Электрические свойства паст зависят в большой степени от их состава и температуры отжига. Паста должна обеспечивать возможность нанесения ее через трафарет, возможность вжигания, совместимость с материалом подложки и материалом проводящей пленки, а также воспроизводимость свойств.
Удельное поверхностное сопротивление pS и температурный коэффициент резистивной стеклоэмали, образующийся после термообработки пасты, зависят от процентного содержания наполнителя и стекла в исходной пасте. Повышенными температурной и временной стабильностью характеризуются стеклоэмали, в состав которых входит сплав палладий-серебро.
[свернуть]
Выбор резисторов в звуковой тракт
Ответить с цитированием
Сообщение от ИГВИН
. Это шоб было отличие от проволочных (раньше даже писали "МЛТ - непроволочные, ...."), композиционных (ВС,ТВО, и пр.), фольговых.
, то, на мой взгляд, классифицировать стоит поширше, чем в сов. ТУ.
Социальные закладки