Контактные отверстия

В зависимости от области применения важную роль играют и другие характеристики и свойства сплавов высокого сопротивления, например очень малый температурный коэффициент удельного сопротивления а (манганин, константан), высокая рабочая температура (нихром, фехраль), стойкость против коррозии. В перечень проводниковых материалов, применяемых в электротехнике, входят угольные материалы, металлические и металло-керамические контактные материалы, припои и др.

2.18. Контактные материалы

2.18. Контактные материалы.............................. 40

§ 7.1. Контактные материалы и виды контактных систем

§ 7.1. Контактные материалы и виды контактных систем (244). § 7.2. Методы формирования омических контактов и контактных систем (24$).

Для выполнения контактов применяется также вольфрам, отличающийся теплостойкостью и твердостью. Высокими свойствами обладают контакты, выполненные путем прессования из смеси порошков различных металлов, в частности содержащих окиси кадмия, вольфрам, медь и пр. Такие контактные материалы называются металло-керамическими.

§ 3.2. КОНТАКТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

В природе не существует материала, удовлетворяющего всем этим требованиям. Поэтому наряду с чистыми металлами и их сплавами в электроаппаратостроении широко применяются композиционные контактные материалы (псевдосплавы), создаваемые методами порошковой металлургии и представляющие собой многокомпонентную структуру, в которой за счет рационального подбора фазовых составляющих (обычно порошков металлов) можно получить новый материал с заданными характеристиками. Так, в металлокерамических композициях медь — вольфрам, серебро — вольфрам и других высокие механические свойства и тугоплавкость вольфрама и молибдена сочетаются с высокими электропроводностью и теплопроводностью меди и серебра. В порах и капиллярах тугоплавкого каркаса содержится легкоплавкая составляющая, которая под действием дугового разряда плавится и испаряется. При этом основания дуги фиксируются на участках тугоплавкого каркаса, капилляры которого заполнены расплавленной легкоплавкой составляющей, удерживаемой в них силами капиллярного давления. До тех пор пока не испарится прилегающий к основанию дуги легкоплавкий компонент, температура в области оснований дуги не может повыситься выше температуры кипения этого компонента. По мере испарения легкоплавкой составляющей температура в основании дуги повышается, тугоплавкий каркас оплавляется, заполняя неровности на поверхности контакта и тем самым снижая эрозию.

При продольном газовом дутье потоки плазмы затрудняют втягивание дуги во внутреннюю полость сопл, затягивая процесс гашения дуги. Поэтому более предпочтительны контактные материалы и дуго-гасящая среда, обеспечивающие более высокое значение граничных токов, при которых возникают потоки плазмы. Исследования показывают, что условия гашения дуги при продольном дутье в элегазе на латунных электродах существенно облегчаются по сравнению с медными, так как потоки плазмы на латуни исчезают при мгновенном значении тока / <с 200 А, а на медных они существуют до / = 80 А.

§ 3.2. Контактные материалы........... 72

4-6. МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ И МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКИЕ КОНТАКТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ. ПРИПОИ

проводников и места, в которых их можно располагать. Например, сквозные контактные отверстия обычно располагают по сетке; не в каждой точке пересечения линий сетки обязательно имеется отверстие, но все отверстия обязательно находятся только в узлах сетки. Сигнальные линии должны проводиться между рядами отверстий. Размещение нескольких проводников между соседними отверстиями позволяет повысить плотность монтажа, но одновременно усложняет конструирование платы, так как при этом один из проводников может заблокировать подвод другого к конкретному отверстию.

1 — первый ряд (контактные площадки); 2 — второй ряд (контактные отверстия); 3-

/--теплоотводящие рамки; 2 теплоотводящие шины; 3- печатная плата; 4 — микросборка; 5 — контактные площадки для внешних связей; 6— контактные отверстия для внешних

7-3 показывает конструкцию модуля формирователя, выполненного по схеме на 3-11. Модуль содержит печатную плату 9, выполненную из фольгированного стеклотекстолита. В плате имеются монтажные и контактные отверстия, в которых закрепляются детали: транзистор 5, диод 2, резистор 3, трансформатор на сердечнике с ППГ 4, трансформатор на сердечнике-чашке 8 с под-строечником 6, который имеет резьбу и перемещается в катушке 7,

Элементы в микросхемах соединяются тонкопленочными проводниками. Предварительно в слое SiO2, покрывающем поверхность пластины, вытравливают контактные отверстия. Проводящую пленку наносят на всю поверхность, а затем ее травят через маску и формируют рисунок соединений. Материал пленки должен обеспечивать омический контакт с кремнием, иметь низкое удельное сопротивление, хорошую адгезию к кремнию и диоксиду, без разрушения выдерживать высокую плотность тока. Он должен быть механически прочным, не повреждаться при изменениях температуры (из-за разных ТКР пленки, пластины и слоя SiO2), а также не подвергаться коррозии и не образовывать химических соединений с кремнием. Металла, удовлетворяющего всем этим требованиям, не существует. Наиболее полно им отвечает алюминий, имеющий удельное сопротивление 2,6-10~* Ом-см. Он наносится термическим вакуумным испарением. При толщине 0,5... 1 мкм сопротивление слоя равно 0,025 ...0,05 Ом/П.

В пленке диоксида кремния 8 (толщина 0,5 ... 1 мкм), покрывающей поверхность кристалла, создают контактные отверстия 9, через которые напылением пленки алюминия формируют контакты к эмиттеру, базе, коллектору и подложке. Одновременно создают внутрисхемные проводники 10, соединяющие элементы микросхемы. Коллекторная контактная область 7 с высокой концентрацией доноров необходима потому, что при напылении пленки алюминия на слаболегированный слой 2 п-типа получается не низкоомный омический, а выпрямляющий контакт (см. § 2.9), что недопустимо.

Затем восстанавливают слой диоксида кремния на всей поверхности и создают из него маску, используемую при диффузии (или ионном легировании) фосфора в эмиттерную и контактную области л+-типа. На этом этапе применяют метод самосовмещения: в плоскости кристалла три границы эмиттерной области (за исключением четвертой, обращенной к базовому контакту) и все границы коллекторной контактной области определяются изолирующим диоксидом, используемым вторично в качестве маски. Вновь восстанавливают пленку диоксида кремния на всей поверхности пластины, вытравливают в ней контактные отверстия, напыляют слой алюминия, проводят его селективное травление и создают эмиттерный, базовый и коллекторный электроды и внутрисхемные соединения ( 3.5, д, е).

Топология эпитаксиально-планарного МЭТ показана на 3.7, в. Здесь четыре эмиттера л+-типа расположены внутри общего базового слоя /j-типа, ограниченного с боковых сторон коллекторным р-п переходом. Заштрихованные участки — контактные отверстия к эмиттерным, базовой и коллекторной областям. Расстояние между эмит- 3.7 терными областями и базовым

истоком (L „ — длина истока) и стоком. Металлические (например, алюминиевые) выводы 3, 4 образуют омические контакты к ним через контактные отверстия 5 в слое окисла 5, покрывающего поверхность кристалла. Затвор 7 обычно выполняется из легированного донорами поликристаллического кремния. Слой поликремния, расположенный за пределами активной области транзистора, является одновременно и выводом затвора. При необходимости на периферии формируется контакт этого слоя с металлическим проводником 8 через контактное отверстие 5'. Под затвором 7 распо- 4.1 ложен тонкий окисел Р — ди-

При формировании истоковой и стоковой областей п+-типа ( 5.3, б) затвор используют в качестве маски. Поэтому указанные области непосредственно граничат с каналом. Далее наносят слой диоксида кремния ( 5.3, в), проводят отжиг для устранения дефектов, возникающих при ионном легировании, вскрывают контактные отверстия в диоксиде кремния и создают омические контакты к истоковой и стоковой областям, используя сплав золото—германий ( 5.3, г).

Сборки упаковываются в индивидуальную тару, на которую наносится обозначение типа. Выводы забракованных диодов сборок 2ДС41'ЗА-1, 2ДС413Б-1, 2ДС414А-1, 2ДС414Б-1, 2ДС415В-1, 2ДС415Г-1, 2ДС415Д-1, 2ДС415Е-1 отмечаются цветной меткой через контактные отверстия в индивидуальной таре.