厚薄膜电路军标线

薄膜集成电路载体

     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。 
  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。 
  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),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。 
  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-(Cr-Au)、镍铬-(Ni Cr-Au)、钛--(Ti-Pt-Au)、钛--(Ti-Pd-Au)、钛--(Ti-Cu-Au)、铬---(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-(Ni-Cr)、铬-(Cr-Co)、镍--(Ni-Cr-Si)、铬-(Cr-Si)、铬-氧化硅(Cr-SiO)、镍铬-二氧化硅(NiCrSiO2)。属于钽基系的有钽(Ta)、氮化钽(Ta2N)、钽--(TaAlN)-(Ta-Si)、钽--(Ta-O-N)、钽--(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(SiO2)、氧化钽(Ta2O5)和它们的双层复合结构:Ta2O5-SiOTa2O5-SiO2。有时还用氧化钇(Y2O3),氧化铪(HfO2)和钛酸钡(BaTiO3)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(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化铝(AlN)、氮化硅 (Si3N4)等,适合于微波电路。

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