ВАКУУМНАЯ ИНТЕГРАЛЬНАЯ СХЕМА Советский патент 1994 года по МПК H01J21/10 

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в производстве электровакуумных приборов и вакуумных интегральных схем.

В основном изобретении по авт. св. N 529687 вакуумная интегральная схема содержит две диэлектрические подложки, на которых расположены анодно-сеточные и катодно-подогревательные узлы активных элементов и пассивные элементы. При этом на одной из подложек внутри углублений имеются консольные навесы, на которых в местах расположения активных элементов выполнены пленочные щелевые сетки, а аноды активных элементов и пассивные элементы размещены в одной плоскости на дне углублений.

Для повышения удельных электрических параметров микроприборов (например, крутизны характеристики на единицу площади катода) ширину щели, определяющую шаг сетки, стремятся уменьшить. Однако для достижения абсолютных значений крутизны характеристики и анодного тока необходимо увеличить площадь катода или за счет увеличения его длины, или за счет параллельного соединения нескольких микроприборов. Существенное увеличение длины катода при малой ширине недопустимо из-за резкого снижения его механической прочности и виброустойчивости. Параллельное же соединение идентичных по характеристикам микроприборов существенно снижает степень интеграции и приводит к увеличению потребляемой мощности по цепи накала из-за большого теплоотвода по каждому из катодов.

Целью изобретения является улучшение электрических параметров активного элемента и вакуумной интегральной схемы в целом.

Поставленная цель достигается тем, что в местах расположения активных элементов навесы соединены перемычками с нанесенным на них проводящим покрытием. Перемычки имеют, например, форму эквидистантных дуг, обеспечивающую преимущественное направление изгиба при нагреве.

Таким образом, монолитные с консольными навесами перемычки образуют после напыления на них проводящего покрытия плоские мелкоструктурные сетки (малый шаг сетки и малая толщина перемычки) при сравнительно широком катоде и при той же его длине, что приводит к увеличению абсолютных значений электрических параметров активных элементов. При этом возрастает коэффициент использования разогретой диэлектрической подложки катодно-подогревательного узла, уменьшается теплоотвод от катода за счет сокращения количества элементов соединения катода с подложкой, что, в конечном счете, повышает экономичность катодно-подогревательного узла.

На чертеже показана предложенная вакуумная интегральная схема с частичным вырезом.

Вакуумная интегральная схема содержит две диэлектрические подложки 1 и 2. На подложке 1 находятся подогреватели 3 и катоды 4 с активным покрытием. С целью уменьшения тепловых потерь зона нагрева ограничена сквозными отверстиями 5. На подложке 2 в едином монолитном блоке с навесами 6 выполнены перемычки 7, соединяющие консольные навесы и расположенные, как и навесы, между дном углубления и поверхностью подложки. Перемычки имеют форму параллельно смещенных дуг одинакового радиуса кривизны, чтобы при нагреве перемычки изгибались в одну сторону в плоскости сеточной структуры. Аноды 8 и пассивные элементы (резисторы) 9 расположены на дне углублений. На перемычках и частично на навесах размещены сетки 10, которые формируются одновременно с анодами при напылении соответствующего металла с помощью распределенного источника напыления. Подложки 1 и 2 соединяются между собой, образуя микротриод. Для подключения входа, выхода, цепей питания служат контактные площадки 11.

Вакуумная интегральная схема работает по тому же принципу, что и электронные лампы.

Выполнение перемычек в виде параллельно смещенных дуг одинакового радиуса кривизны предопределяет прогиб всех перемычек в одну сторону при нагреве и минимальные искажения шага сетки. Так, например, абсолютное удлинение перемычек из анодной окиси алюминия длиной 500 мкм при нагреве их до 300^оС составляет 1,1 мкм, что дает стрелу прогиба перемычки около 12 мкм. В случае прямолинейных перемычек нет преимущественного направления изгиба перемычек при нагреве, что может привести к изменению шага сетки на величину удвоенной стрелы прогиба перемычки.

Предложенная конструкция вакуумных интегральных схем позволяет формировать активные элементы с большими в несколько раз крутизной и токами анодов при той же площади подложки, занятой активным элементом, уменьшить потребляемую мощность на единицу анодного тока за счет уменьшения теплоотвода от катода, обеспечить термомеханическую и вибрационную устойчивость катода, практически стабилизировать электрические параметры при нагреве благодаря термокомпенсирующему действию перемычек, придавать разнообразные конфигурации активным элементам, увеличить степень интеграции за счет уменьшения площади подложек, занятой активными элементами, упростить сборку, так как отпадает необходимость точного совмещения двух подложек, уменьшить межэлектродную емкость активных элементов.

ВАКУУМНАЯ ИНТЕГРАЛЬНАЯ СХЕМА по авт. св. N 529687, отличающаяся тем, что, с целью улучщения параметров активных элементов, навесы в местах расположения активных элементов соединены перемычками с нанесенным на них проводящим покрытием.