薄膜積體電路採用薄膜工藝在藍寶石、石英玻璃、陶瓷、覆銅板基片上製作電路元、器件及其接線，並加以封裝而成。薄膜工藝包括蒸發、濺射、化學氣相澱積等。特點為電阻、電容數值控制較精確，且數值範圍寬，但集成度不高，主要用於線性電路。
基本介紹
- 中文名：薄膜積體電路
- 外文名：film integrated circuit
- 屬於：積體電路之一
- 工藝：薄膜工藝
- 有源器件：電晶體
- 學科：電機工程
簡介,特點與套用,主要工藝,薄膜材料,薄膜混合電路,
簡介
薄膜積體電路是將整個電路的電晶體、二極體、電阻、電容和電感等元件以及它們之間的互連引線，全部用厚度在1微米以下的金屬、半導體、金屬氧化物、多種金屬混合相、合金或絕緣介質薄膜，並通過真空蒸發、濺射和電鍍等工藝製成的積體電路。薄膜積體電路中的有源器件，即電晶體，有兩種材料結構形式：一種是薄膜場效應硫化鎘或硒化鎘電晶體，另一種是薄膜熱電子放大器。更多的實用化的薄膜積體電路採用混合工藝，即用薄膜技術在玻璃、微晶玻璃、鍍釉和拋光氧化鋁陶瓷基片上製備無源元件和電路元件間的連線，再將積體電路、電晶體、二極體等有源器件的晶片和不使用薄膜工藝製作的功率電阻、大容量的電容器、電感等元件用熱壓焊接、超聲焊接、梁式引線或凸點倒裝焊接等方式，就可以組裝成一塊完整的積體電路。
在同一個基片上用蒸發、濺射、電鍍等薄膜工藝製成無源網路,並組裝上分立的微型元件、器件,外加封裝而成的混合積體電路。所裝的分立微型元件、器件，可以是微型元件、半導體晶片或單片積體電路。
按無源網路中元件參數的集中和分布情況，薄膜積體電路分為集中參數和分布參數兩種。前者適用範圍從低頻到微波波段，後者只適用於微波波段。
特點與套用
與厚膜混合積體電路相比較，薄膜電路的特點是所製作的元件參數範圍寬、精度高、溫度頻率特性好，可以工作到毫米波段。並且集成度較高、尺寸較小。但是所用工藝設備比較昂貴、生產成本較高。
薄膜積體電路
薄膜積體電路主要工藝
薄膜混合積體電路所用基片有多種，最常用的是玻璃基片,其次是微晶玻璃和被釉陶瓷基片,有時也用藍寶石和單晶矽基片。為了實現緊密組裝和自動化生產，一般使用標準基片。
在基片上形成薄膜有多種方法。製造薄膜網路常用物理汽相澱積(PVD)法,有時還用陽極氧化或電鍍法。在物理汽相澱積法中，最常用的是蒸發工藝和濺射工藝。這兩種工藝都是在真空室中進行的，所以統稱為真空成膜法。用這兩種方法，可以製造無源網路中的無源元件、互連線、絕緣膜和保護膜。陽極氧化法可以形成介質膜，並能調整電阻膜的阻值。在製造分布參數微波混合積體電路時，用電鍍法增加薄膜微帶線的厚度，以減少功耗。
薄膜材料
薄膜積體電路微型電容器的極板對導電薄膜的要求略有不同，常用鋁或鉭作電容器的下極板，鋁或金作上極板。
對電阻薄膜的主要要求是膜電阻範圍寬、溫度係數小和穩定性能好。最常用的是鉻矽系和鉭基系。在鉻矽系中有鎳-鉻(Ni-Cr)、鉻-鈷（Cr-Co）、鎳-鉻-矽（Ni-Cr-Si）、鉻-矽（Cr-Si）、鉻-氧化矽(Cr-SiO)、鎳鉻-二氧化矽（NiCr－ ）。屬於鉭基系的有鉭（Ta）、氮化鉭（Ta2N）、鉭-鋁-氮（Ta－Al－N）、 鉭-矽（Ta-Si）、鉭-氧-氮（Ta-O-N）、鉭-矽-氧（Ta-Si-O）等。
對介質薄膜要求介電常數大、介電強度高、損耗角正切值小,用得最多的仍是矽系和鉭系。即氧化矽（SiO）、二氧化矽、氧化鉭和它們的雙層複合結構： -SiO和 -SiO2。有時還用氧化釔，氧化鉿和鈦酸鋇等。
為了減小薄膜網路中的寄生效應，絕緣薄膜的介電常數應該很小，因而採用氧化矽（SiO）、二氧化矽、氮化硼（BN）、氮化鋁（AlN）、氮化矽等，適合於微波電路。
薄膜混合電路
薄膜混合電路（HIC）是微電子技術的一個方面，微電子技術主要是微小型電子元件器件組成的電子系統。主要依靠特定的工藝在單獨的基片之上(或之內)形成無源網路並互連有源器件，從而構成的微型電子電路。薄膜電路以其元件參數範圍寬、精度高、穩定性能好、溫度頻率特性好，並且集成度較高、尺寸較小，但工藝設備昂，生產成本高。它與半導體積體電路相互補充、相互滲透，已成為積體電路的一個重要組成部分，廣泛套用於低頻微波電路等眾多領域，對電子設備的微型化起到了重要的推動作用。
薄膜混合積體電路與厚膜混合積體電路相比較，其薄膜混合電路的特點是所製作的元件參數範圍寬、精度高、溫度頻率特性好，可以工作到毫米微波段。並且集成度較高、尺寸較小。但是所用工藝設備比較昂貴、生產成本比較高。
薄膜混合積體電路適用於各種電路，特別是要求精度高、穩定性能好的模擬電路。與其他積體電路相比，它更適合於微波電路。
