什么是薄膜混合集成电路?
本文将会讲解薄膜混合集成电路的基本简介,薄膜混合集成电路特点与应用,薄膜混合集成电路的薄膜材料,薄膜混合集成电路的主要工艺等等方面的内容。
薄膜混合集成电路作为集成电路之一。采用薄膜工艺在玻璃或陶瓷基片上制作电路元、器件及其接线,并加以封装而成。薄膜工艺包括蒸发、溅射、化学气相淀积等。特点为电阻、电容数值控制较精确,且数值范围宽,但集成度不高。主要用于线性电路。
薄膜混合集成电路简介
薄膜集成电路是将整个电路的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件以及它们之间的互连引线,全部用厚度在1微米以下的金属、半导体、金属氧化物、多种金属混合相、合金或绝缘介质薄膜,并通过真空蒸发、溅射和电镀等工艺制成的集成电路。薄膜集成电路中的有源器件,即晶体管,有两种材料结构形式:一种是薄膜场效应硫化镉或硒化镉晶体管,另一种是薄膜热电子放大器。更多的实用化的薄膜集成电路采用混合工艺,即用薄膜技术在玻璃、微晶玻璃、镀釉和抛光氧化铝陶瓷基片上制备无源元件和电路元件间的连线,再将集成电路、晶体管、二极管等有源器件的芯片和不使用薄膜工艺制作的功率电阻、大容量的电容器、电感等元件用热压焊接、超声焊接、梁式引线或凸点倒装焊接等方式,就可以组装成一块完整的集成电路。
在同一个基片上用蒸发、溅射、电镀等薄膜工艺制成无源网路,并组装上分立的微型元件、器件,外加封装而成的混合集成电路。所装的分立微型元件、器件,可以是微型元件、半导体芯片或单片集成电路。
按无源网路中元件参数的集中和分布情况,薄膜集成电路分为集中参数和分布参数两种。前者适用范围从低频到微波波段,后者只适用于微波波段。
薄膜混合集成电路特点与应用
与厚膜混合集成电路相比较,薄膜电路的特点是所制作的元件参数范围宽、精度高、温度频率特性好,可以工作到毫米波段。并且集成度较高、尺寸较小。但是所用工艺设备比较昂贵、生产成本较高。
薄膜混合集成电路适用于各种电路,特别是要求精度高、稳定性能好的模拟电路。与其他集成电路相比,它更适合于微波电路。
薄膜混合集成电路的薄膜材料
在薄膜电路中主要有四种薄膜:导电、电阻、介质和绝缘薄膜。导电薄膜用作互连线、焊接区和电容器极板。电阻薄膜形成各种微型电阻。介质薄膜是各种微型电容器的介质层。绝缘薄膜用作交叉导体的绝缘和薄膜电路的保护层。各种薄膜的作用不同,所以对它们的要求和使用的材料也不相同。
对导电薄膜的要求除了经济性能外,主要是导电率大,附着牢靠,可焊性好和稳定性高。因尚无一种材料能完全满足这些要求,所以必须采用多层结构。常用的是二至四层结构,如铬-金(Cr-Au)、镍铬-金(Ni Cr-Au)、钛-铂-金(Ti-Pt-Au)、钛-钯-金(Ti-Pd-Au)、钛-铜-金(Ti-Cu-Au)、铬-铜-铬-金(Cr-Cu-Cr-Au)等。
微型电容器的极板对导电薄膜的要求略有不同,常用铝或钽作电容器的下极板,铝或金作上极板。
对电阻薄膜的主要要求是膜电阻范围宽、温度系数小和稳定性能好。最常用的是铬硅系和钽基系。在铬硅系中有镍-铬(Ni-Cr)、铬-钴(Cr-Co)、镍-铬-硅(Ni-Cr-Si)、铬-硅(Cr-Si)、铬-氧化硅(Cr-SiO)、镍铬-二氧化硅(NiCr- )。属于钽基系的有钽(Ta)、氮化钽(Ta2N)、钽-铝-氮(Ta-Al-N)、 钽-硅(Ta-Si)、钽-氧-氮(Ta-O-N)、钽-硅-氧(Ta-Si-O)等。
对介质薄膜要求介电常数大、介电强度高、损耗角正切值小,用得最多的仍是硅系和钽系。即氧化硅(SiO)、二氧化硅、氧化钽和它们的双层复合结构: -SiO和 -SiO2。有时还用氧化钇,氧化铪和钛酸钡等。
为了减小薄膜网路中的寄生效应,绝缘薄膜的介电常数应该很小,因而采用氧化硅(SiO)、二氧化硅、氮化硼(BN)、氮化铝(AlN)、氮化硅等,适合于微波电路。
薄膜混合集成电路的主要工艺
薄膜混合集成电路所用基片有多种,最常用的是玻璃基片,其次是微晶玻璃和被釉陶瓷基片,有时也用蓝宝石和单晶硅基片。为了实现紧密组装和自动化生产,一般使用标准基片。
在基片上形成薄膜有多种方法。制造薄膜网路常用物理汽相淀积(PVD)法,有时还用阳极氧化或电镀法。在物理汽相淀积法中,最常用的是蒸发工艺和溅射工艺。这两种工艺都是在真空室中进行的,所以统称为真空成膜法。用这两种方法,可以制造无源网路中的无源元件、互连线、绝缘膜和保护膜。阳极氧化法可以形成介质膜,并能调整电阻膜的阻值。在制造分布参数微波混合集成电路时,用电镀法增加薄膜微带线的厚度,以减少功耗
通过本文,我们可以学习到薄膜混合集成电路的基本简介,薄膜混合集成电路特点与应用,薄膜混合集成电路的薄膜材料,薄膜混合集成电路的主要工艺等等方面的内容。
特别推荐
- 增强视觉传感器功能:3D图像拼接算法帮助扩大视场
- PNP 晶体管:特性和应用
- 使用IO-Link收发器管理数据链路如何简化微控制器选择
- 用好 DMA控制器这两种模式 MCU效率大大提高!
- 深入分析带耦合电感多相降压转换器的电压纹波问题
- Honda(本田)与瑞萨签署协议,共同开发用于软件定义汽车的高性能SoC
- 第13讲:超小型全SiC DIPIPM
技术文章更多>>
- IGBT的并联知识点梳理:静态变化、动态变化、热系数
- 技术创新+场景多元,协作机器人产业腾飞正当时
- 跃昉科技五周年:以技术创新为引擎,推动行业数字化转型
- 2025第六届深圳国际芯片、模组与应用方案展览会
- 接线端子的类型与设计选择考虑事项
技术白皮书下载更多>>
- 车规与基于V2X的车辆协同主动避撞技术展望
- 数字隔离助力新能源汽车安全隔离的新挑战
- 汽车模块抛负载的解决方案
- 车用连接器的安全创新应用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
热门搜索
Lattice
LCD
LCD模组
LCR测试仪
lc振荡器
Lecroy
LED
LED保护元件
LED背光
LED调光
LED模拟调光
LED驱动
LED驱动IC
LED驱动模块
LED散热
LED数码管
LED数字调光
LED显示
LED显示屏
LED照明
LED照明设计
Lightning
Linear
Litepoint
Littelfuse
LTC
LTE
LTE功放
LTE基带
Marvell