Устройство для подгонки Советский патент 1981 года по МПК H01C17/14 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДГОНКИ

1

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано для функциональной подгонки дифференциальных и операционных усилителей.

Известно устройство для подгонки резисторов, содержащее источник то.ка окисления, электролитическую ячейку, исполнительный орган Ll.

Недостатком этого устройства является необходимость в отдельном выводе для подключения положительного полюса источника тока окисления, что снижает надежность устройства и вызывает технологические трудности.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для подгонки, содержащее источник тока, соединенную с одним из его полюсов электролитическую ячейку, нуль-орган и реле 2.

Однако в данном устройстве цепь тока окисления прерывается, если положительный полюс подключить не к выводу, а к поверхности резистора, который покрыт защитной окисной пленкой, что является неотъемлемым технологическим процессом при изготовлении интегральных микросхем. Для образования цепи окисления: необходим

отдельный вывод резистора или необходимо нарушить защитную окисную пленку резистора.

Цель изобретения - улучшение параметров микросхем.

Эта цель достигается тем, что устройство для подгонки, содержащее источник тока, соединенную с одним из его полюсов электролитическую

0 ячейку, нуль-орган и реле, снабжено дополнительной электролитической ячейкой, соединенной со вторым полюсом источника тока.

На фиг. 1 изображена схема уст5ройства; на фиг. 2 - практическая схема подгонки дифференциального усилителя в интегральном исполнении.

Устройство содержит микросхему 1, имеющую входные 2 и 3 и выходные

0 4 и 5 выводы, подгоняемый резистор б, электролиты 7 и 8, нуль-орган 9, реле 10, контакты 11, окисный слой 12, источник 13 тока.

Микросхема изготавливается по

5 совмещенной технологии. На кремниевой пластине выраициваются все элементы схемы, а резисторы, подвергающиеся подгонке, напыляются по тон- I копленочной технологии на поверх0ность кристалла, изолированного елоем окисла. В качестве материалов резистивных пленок используются вентильные металлы, хорошо поддающиеся электрохимическому окислению, такие как тантал, при этом резисторы внешних выводов не имеют. Для стабильнос ти резисторов и защиты их от воздействия окружающей среды они до начала подгонки покрываются слоем 12 окисла. При изготовлении сопротивлен резистора б заведомо занижается, так как подгонка микросхемы производится посредством увеличения сопротивления В процессе анодирования ток протекает по цепи плюс источника 13 - электролит 7 - окисная пленка 12 резистор 6 - окисная пленка 12 - электролит 8 - минус источника тока 13. Контакт 11 в исходном положении замкнут. При этом в области положительного полюса источника образуется одн электролитическая ячейка, обеспечива свободное прохождение тока через слой окисла металла, образующего резистор, а в области отрицательного полюса источника-другая электролитическая ячейка, обеспечивая запорный слой на границе металл-окисел и процесс образования нового окисла. Если полярность источника тока изменит процесс образования нового окисла происходит в области другого электро да. Образование нового окисла изменя ет сопротивление пленки, а вместе с тем и параметры схемы. Если на выходе 4 и 5 схемы подключен регистрирующий прибор ( нуль-орган ) 9, то при достижении заданных параметров микро схемы контакты 11 разорвут цепь источника 13 тока. Для более полного объяснения работы устройства рассмотрим пример валансировки дифференциального усилителя в интегральном исполнении согласно фиг. 2. Для балансировки нуля вход микросхемы замыкается накоротко при этом на выходных клеммах 4 и 5 появляется напряжение разбаланса, .нуль-орган 9 включает реле 10, а кон такты 11 замыкают цепь тока окислени Ток окисления в области положительно го электрода обуславливается проводимостью перехода электролит 7 - оки сел 12 - металл б. В области отрица тельного электрода возникает процесс электрохимического окисления, толщи на резистивной пленки уменьшается, а величина резистора увеличивается, при достижении напряжения на выходе равного нулю, нуль-орган отключает реле 10, а контакты 11 размыкают цепь тока окисления. Процесс подгон ки заканчивается. В зависимости от необходимой точности балансировки нуля выбирается режим электрохимиче ского окисления, а также способ подгонки. Ток окисления, протекающий по резистору в процессе окисления, влияет на точность балансировки, по-, этому для достижения высокой точности режим подгонки необходимо установить циклический с разделением во времени циклов окисления и контроля. Для этого полярность источника тока окисления при подключении к электролитам 7 и 8 выбирается такой, чтобы при протекании тока по резистору 6 на выходных клеммах 4 и 5 микросхемы возникло напряжение перебаланса, при этом, как только появится импульс тока окисления, нуль-орган 9 отключает реле 10 и контактами 11 разрывает цепь тока окисления. После исчезновения тока окисления на выходных клеммах 4 и 5 появляется напряжение истинного разбаланса. Если разбаланс находится в стороне недобаланса, нуль-орган включает реле 10 и контактами 11 замыкает цепь тока окисления, при этом возникает режим циклической подгонки до тех пор, пока при отключенной цепи тока окисления не наступит разбаланс в сторону перебаланса с небольшим (в пределах заданной точностиJ превышением. Нульорган отключает реле и контактами 11 удерживает цепь тока окисления в отключенном состоянии. Процесс подгонки заканчивается. Точность подгонки в предлагаемом устройстве высокая и практически зависит от чувствительности нуль-органа, электролит не влияет на точность подгонки, так как окисный слой, покрывающий резистор, обеспечивает хорошую изоляцию резистивной пленки от шунтирующего действия электролита при отключенном источнике тока окисления. Формула изобретения Устройство для подгонки, преимущественно микросхем, содержащее источник тока, соединенную с одним из его полюсов электролитическую ячейку, нуль-орган и реле, отличающееся тем, что, с целью улучшения параметров микросхем, оно снабжено дополнительной электролитической ячейкой, соединенной со вторым полюсом источника тока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 494085, кл. Н 01 С 17/00, 1974. 2. Патент США № 3577335, кл. 204-228 от 1971.

.г