Резистор-предохранитель Советский патент 1983 года по МПК H01H85/06 

Изобретение относится к микроэлектронике, в частности к пассивным элементам интегральных схем, ис пользуемых в Качестве защиты активных и ,пассивных элементов схем от токовых перегрузок и коротких замыканий. Известны резисторы-предохранители, резистивный слой которых наносят на подложку с выполненными на противоположной ее стороне рисками или бороздками, направленными поперек резистивного слоя 1 . Однако подложка при перегреве ,по пается по рискам или бороздками обрывает резистивный слой или токоподводящие шины. . Известны также резисторы-предохранители, резистивный, слой которых наносят на подложку, имеющую заранее сформированные- треугольные или трапецеидальные выступы. В местах пересечения выступов резистивным слоем на нем образуются ослабленные поперечные сечения и. при наг реве проходящим током происходит рбрыв резистивной пленки в ослаблен ных сечениях 2. Недостатком данных конструкций является то,что в связи с необходимостью механической доработки подложек они нестабильны, ненадежны, трудоемки и могут быть использованы только в качестве дискретных навесных элементов. Известны резисторы-предохранители , выполненные в виде пленочного резистора на диэлектрическом основа нии. Причем часть резистора-предохранителя расположена на подслое из .органического вещества, который за счет тепла, выделяемого в основной части резистора и распространяемого по основанию, при определенных усло виях расплавляется и нарушает целост ность части резистора-предохранителя расположенной на этом веществе з. Недостатком этих конструкций явля то, что для срабатывания резистора-предохранителя требуется нагрев всего основания до температуры расплавления органического вещества, под держивающего часть резистора-предохранителя, что делает его несовместимым с групповыми методами получения пассивных элементов интегральных схем и требует его дискретного исполнения на основаниях с высокой теп лопроводностью и больших габаритов. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является резистор-предохранитель, содержащий подложку из изоляционного материала 4 взистивную плен-ку и токоподводящие пленочные проводники 4. Недостатком указанного резистора-предохранителя является низкая надежность и Сложная технология из готовления. Целью изобретения является повышение надежности и снижение трудоемкости изготовления. Поставленная цель достигается тем, что в резисторе-предохранителе, содержащем подложку из изоляционного материала, резистивную пленку и токоподводящие пленочные проводники, между резистивной пленкой и подложкой из изоляционного материала нанесен подслой из материала, имеющего более высокую, чем у указанной подложки, величину теплового сопротивления и большую, чем у резистивной пленки, величину коэффициента линейного расишрения, причем толщина подслоя в 50-80 раз больше толщины резистивной пленки. На фиг. 1 изображен резистор-предохрайитель на подложке, общий видj на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. Резистор-предохранитель содержит последовательно нанесенные на подложку 1 подслой 2, резистивную пленку 3 и токоподводящие пленочные проводники 4. В результате увеличения тока через резистор при перегрузках или коротких замыканиях и соответственно повышения температуры резистивной пленки 3 нагревается подслой 2, который выполнен и-з материала с более высоким, чём у подложки 1, тепловым сопротивлением и с большейi чем у резистивной пленки 3, величиной коэффициента линейного расширения, а также толщиной значительно больше (в 50-80 раз )толщины резистивной пленки 3. В результате этого подслой 2, нагреваясь, удлиняется и разрывает резистивную пленку 3, причем это происходит при температуре в 5-8 раз меньшей, чем температура перехода в жидкую фазу реэистивной пленки 3. Разработанный резистор-предохранитель, изготовленный совместно с другими элементами пассивной части микросборки, имеет следующие параметры: материал резистивной пленки титан ; длина резистора 0,25 мм, ширина 0,1 мм /сопротивление резистора 5р Ом ; материал подслоя - лак ПАК-1 толщиной 0,025 MV1 I материал токоподводящих проводников - алюминий ; начальный ток размыкания 40 мА ; время срабатывания 2,4- . По сравнению с известными предлагаемый резистор-предохранитель прост в изготовлении. Кроме того, изготовление прототипа возможно при технологических процессах, разрешающих линейные размеры 10-25 мкм,которые характерны для производства полупроводниковых интегральных схем, и недоступно для размеров 50-100 мкм, харакерных для пленочных элементов гибридных интегральных схем. Предлагаекий резистор-предохранитель может быть изготовлен .на подложке наряду с другими элементами пассивных структур при сравнительно грубых технологических процессах.

В предлагаемом резисторе-предохранителе разкикание резистивной

пленки происходит за счет разрыва ее нижележащим слоем вследствие разницы в величинах коэффициентов линейного расширения, что повьииает быстродействие и позволяет получать резисто1ры-предохранителй на малые токи с хорошей повторяемостью результатов, высокой механической прочностью и надежностью.

2 1