Проектирование интегральных микросхем. Шелохвостов В.П - 68 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

4.2.2. Тонкопленочные конденсаторы
Основные конструкции пленочных конденсаторов показаны на рис. 2.1.17. Конденсаторы, которые
существенно различаются по топологии и имеют некоторые различия в расчетах, приведены на рис. 4.2.1.
Общий порядок расчета по схеме (рис. 4.2.1, а) включает несколько приведенных ниже этапов.
1. Выбор материала диэлектрика по рабочему напряжению производится в соответствии с данными,
приведенными в табл. 3.2.1 и в соответствии с [3]. Следует ориентироваться на материал диэлектрика с возможно
более высокими диэлектрической проницаемостью ε, электрической прочностью E
пр
, малыми значениями ТКС и
tgδ для обеспечения минимальных геометрических размеров конденсатора, тип которого приведен на рис.
4.2.1, а.
Рис 4.2.1. Тонкопленочные конденсаторы:
а – с емкостью до 5⋅10
3
пФ;
б – гребенчатый конденсатор с емкостью до 30 пФ
2. Определение минимальной толщины диэлектрика производится из условий обеспечения необходимой
электрической прочности по формуле
d
min
> k
з
U
р
/ E
пр
, (4.2.4)
где k
з
– коэффициент запаса электрической прочности (обычно для тонкопленочных конденсаторов составляет k
з
= 2…3); Е
пр
– электрическая прочность материала диэлектрика, В/мм. Толщину диэлектрика чаще выбирают в
пределах 0,1...1 мкм.
Меньшая толщина характеризуется наличием пор и других дефектов, что приводит в большинстве случаев к
короткому замыканию обкладок. Толщина диэлектрика более 1 мкм дает высокую ступеньку при переходе от
верхней обкладки к подложке и создает большую вероятность обрыва в этом месте. Оптимальной толщиной
принято считать величину в 0,3...0,5 мкм.
3. Определение удельной емкости конденсатора (пФ/см
3
) ведется по формуле
С
0v
= 0,0885ε / d, (4.2.5)
где d – толщина диэлектрика (см).
4.2.1. Электрофизические характеристики диэлектриков для конденсаторов
Материал
диэлектрического
слоя
С
0max
, пФ/мм
2
ε
tgδ
E
пр
⋅10
5
,
В/мм
Α
т
, ТКС⋅10
–4
,
1/°С
Стабильность за
1000 ч.
SiO (ГОСТ 5.634–70) 100 5..6
0,01…
0,02
2…3 2,0
± (1,5…6)
SiO
2
, БКО
0.028.004ТУ
100 5..6
0,002…
0,02
2…3 2,0
± (1,5…6)
ЕТО 0.021.014ТУ 150 10..12
0,001…
0,01
1,0 3,0 –1,0

Страницы