Т. В. Свистова основы микроэлектроники учебное пособие

Вакуумные ИС - это СВЧ интегральные схемы, постро-
енные на основе микроминиатюрных электровакуумных СВЧ-
приборов. 
В пленочных ИС все элементы представляют собой 
пленки, нанесенные на диэлектрическое основание (пассивную 
подложку) (рис. 1.4). В этих изделиях отдельные элементы и 
межэлементные соединения выполняются на поверхности ди-
электрика, в качестве которого обычно берут керамику. Ис-
пользуется технология нанесения пленок из соответствующих 
материалов.
а)
 
 
 
 б)
Рис. 1.4. Внешний вид (а) и увеличенное изображение 
фрагмента платы (б) пленочной микросхемы 
В зависимости от вида наносимой пленки принято разли-
чать тонкопленочные и толстопленочные ИС. В первом случае 
толщина пленок не превышает 1 мкм. Пленки наносят путем 
вакуумного испарения, химического осаждения, катодного 
распыления и т. д. Удается создать резисторы сопротивлением 

---

14 
от 10 Ом до 1 МОм, конденсаторы емкостью от 0,1 пФ до 20 
нФ, катушки индуктивности с номиналом до 2 мкГн, а также 
тонкопленочные транзисторы, аналогичные МОП-приборам, в 
которых в качестве полупроводника используется сернистый 
кадмий (CdS). Толщина пленки толстопленочных ИС колеб-
лется от 15 до 45 мкм. Такие пленки получают с помощью 
шелкотрафаретной технологии, нанося нужный рисунок спе-
циальной краской. Удается получить резисторы сопротивлени-
ем от 10 Ом до 1 МОм, конденсаторы емкостью до 8 нФ, ка-
тушки индуктивностью до 4,5 мкГн, а также различные соеди-
нительные проводники. Активных элементов с помощью дан-
ной технологии не создают. Разработаны способы подгонки 
номиналов элементов, входящих в состав пленочных ИС. 
В гибридных ИС (ГИС) на диэлектрической подложке, 
например, из оксида алюминия (А1
2
О
3
) изготовляются пле-
ночные пассивные элементы (резисторы, конденсаторы) и на 
поверхности устанавливаются навесные активные и пассивные 
компоненты с помощью разнообразных технологических 
приемов (рис. 1.5). Указанная особенность данного класса ИС 
обусловила его название.
Рис. 1.5. Структура (а) и электрическая схема (б) гибридной 
интегральной микросхемы 
Из рис. 1.3 следует, что существует две разновидности 
гибридных ИС: тонкопленочные и толстопленочные схемы. 
Пассивные элементы тонкопленочных гибридных ИС выпол-
няют путем металлизации, проводимой как химическим, так и 
вакуумным способами. Проводники изготовляют из золота, 

---

15 
алюминия, никеля, меди и др. Материалом для изготовления 
резисторов служат сплав Ni - Сr (80/20), нитрид тантала Та
2
N и 
др. В качестве диэлектрика для конденсаторов используют ок-
сид кремния и пятиоксид тантала. Толщина наносимых слоев 
колеблется от 0,02 до 10 мкм, что и объясняет происхождение 
термина «тонкопленочная гибридная ИС». Возможная область 
применения - производство специализированных ИС, так как 
эта технология является дорогой, требует особого оборудова-
ния и высокой квалификации производственного персонала. 
Толщина наносимых слоев толстопленочных гибридных 
ИС существенно выше. Здесь пассивные элементы выполняют 
способом шелкографии или с помощью фотолитографической 
техники. Резисторы, индуктивные катушки, конденсаторы и 
другие элементы получают проводя шелкотрафаретную печать 
соответствующей краской. Затем изделия сушат при 120 
o
С, 
чтобы удалить органические растворители, придающие краске 
нужную вязкость, нагревают до температуры около 850 °С, 
осуществляя тем самым вжигание красочного слоя. Толщина 
слоя жидкой краски примерно 25 мкм, после термообработки 
она уменьшается примерно до 15 мкм. Описываемые ИС при-
меняют в массовых изделиях, так как они являются много-
функциональными и дешевле тонкопленочных, а тем более 
полупроводниковых ИС. 
Важно отметить, что тонкопленочным и толстопленоч-
ным ИС присуще полезное свойство - их рабочие параметры 
можно подгонять, используя лазерный луч, струю абразива и 
т.д. Гибридные ИС могут одновременно усиливать сигнал как 
по напряжению, так и по мощности; их высокие экономиче-
ские показатели объясняются малым числом входящих в них 
элементов. Тем не менее, гибридные ИС не играют главенст-
вующей роли среди прочих интегральных схем.
 
Реализация 
функциональных элементов в виде ГИС экономически целесо-
образна при выпуске малыми сериями специализированных 
микросхем. На рис. 1.6 приведены внешний вид (а) и увели-
ченное изображение фрагмента (б) гибридной микросхемы. 

---

16