Устройство для подгонки микросхем Советский патент 1981 года по МПК H01C17/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДГОНКИ МИКРОСХЕМ

i

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано, например, для функциональной пода-онки дифференциальных и операционных усилителей посредством изменения величины сопротивления резисторов, входящих в схему.

Известно устройство для подгонки резисторов анодированием, содержащее источник тока анодирования, электролитическую ячейку, ; измерительную схему подключаемую к отдель- ным выводам резистора 1 .

Недостаток известного устройства состоит в том, что оно требует отдельных незапщщенных вьшодов подгоняемого резистора, чю усложняет конструкцию микросхемы и сшикает надежность ее работы из-за возможного попадания электролита на эти вьшоды.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для подгонки микросхем, содержащее истошик тока окисления, регистрирующее устройство (нуль-орган) „ которое подключено к выходным клеммам микросхемы, исполнительное устройство (реле), контакты которого включены в

электрическую цепь источника тока окисления, и дополнительную электролитическую ячейку 2

Недостаток устройства состоит в том, что | дпя подгонки микросхемы требуется отдельный источник тока окисления и отдельная дополнительная электролитическая ячейка, что усложняет конструкцию устройства дпя подi4)HKH. Кроме того, для размещения двух электролитических ячеек требуется довольно большая площадь резистора, что увеличивает габариты микросхемы. Также дпя создания, необходимого зазора между электролитами требуются сложные устройства совмещения для катодов,«гго снижает надежность устройства дпя подгсжки.

15

Цель изобретения - упрощение конструкшга устройства и уменьщенне габаритов микросхем.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для подгонки микросхем, содержа20щем ячейку анодирования поверхности подгоняемого резистора, блок регистрации и управления, предназначенный для соединения с выходами микросхемы и исполнительных реле. катод ячейки анодирования через контакты исполнительного реле подключен к шине, являющейся общей для устройства и микросхемы. На фиг. 1 изображена схема устройства подгонки; на фиг. 2 - принципиальная схема балансировки нуля дифференциального усилителя в интегральном исполнении. Устройство содержит микросхему 1, имекнцую входные 2 и 3 и выходные 4 и S выводы, подгоняемый резистор 6, электролит 7 и катод 8, ячейку анодирования, содержащую блок 9 регистрации и управления, реле 10, контакты 11, окисный слой 12 и реостат 13. Микросхема изготавливается по совмещен-i ной технологии. На кремниевой пластине выращиваютсявсе элементы схемь, а резисторы, подвергающиеся подгонке, напыляются по тонкопленочной технологии на поверхность кристалла, изолированного слоем окисла. В качестве материала резистивных пленок используются вентильные металлы, хорошо подцаюищ еся электрохимическому окислению, такие как тантал. При этом резисторы внешних выводов не имеют. Для стабильности параметров микро схем и защиты резисторов от внешней среды последние до начала подгонки покрьюаются слоем 12 окисла. При изготовлении ьшкросхемы сопротивле ше резистора 6 заведомо занижается, так как подгонка микросхемы производится посредстBOM увеличения сопротивления. Устройство работает следующим образом. В исходном положении контакты реле 11 разомкнуты, на блок 9 регистрации и управле И1Я подано напряжение питания. При подаче напряжения питания на подгоняемую микросхему на ее выходах 4 и 5 воз никает напряжею1е под действием которого 9 регистрации и управления включает реяе 10, и контакты 11 замыкают цепь катода 8, по кот()рой начинает протекать ток анодирования. Резистор 6 окисляется, величина его сопротивления увеличивается и при достижении заданного параметра на выходе микросхемы блок 9 регистрации и управления отключает реле 10, которое контактами 11 разрьшает цепь катода. Для более Полного объяснения работь уст ройства рассмотрим пример реализации устройства для балансиро1вки нуля дифференциальног усилителя в интегральном исполнении согласно фиг. 2. Для балансировки нуля вход микросхемы замыкается накоротко. При зтом на выходных клеммах 4 и 5 появляется напряжение первич ного разбаланса. Блок 9 включает реле 10, ко торое контактами И замыкает цепь катода. Анодирование поверхности резистора и, как следствие, возрастание величины его сопротивления происходит в течение времени протекания этого тока. В связи с тем, что при протекании тока анодирования цепь катода шунтирует участок правого плеча усилителя, то через некоторое время из-за изменения полярности напряжения перебаланса, поступающего на вход блока 9 регистрации и управления, происходит обесточивание реле 10, контакты которого разрывают цепь катода. После исчезновения тока анодирования на выходных клеммах 4 и 5 появляется напряжение истинного разбаланса. Если вторичный разбаланс находится в области недобаланса, то нуль-орган повторно включает реле 10 и контакты 11 опять замыкают цепь катода. Возникает режим циклической подгонки с разделением во времени цикла окисления и измерения до тех пор, пока при отключенной цепи катода не наступит перебаланс с небольшим (в пределах заданной погрешности) превышением. Процесс подгонки прекращается. Реостат 13 служит для ограничения величины тока окисления. Собственно электролит не шунтирует сопротивление резистора 6, так как ся покрыт изолирующей окисной диэлектрической пленкой 12. Для балансировки дифференциального усилителя подгоняется резистор, включен1п ш в ту цепь, которая, шунтируясь цепью катода при протекании по ней тока окисления, создает условие изменения значения напряжения разбаланса на обратное. Это же условие предъявляется и для случая подгонки других типов микросхем. Для возникновения процесса электрохимического окислешш в микрорезисторах на основе тантала, обычно имеющими толщину порядка до 500 Айв ширину 10 мкм, необходим ток окисления порядка 5-15 мкА, что вплоне обеспечивается напряжениями, возниканвдими на подгоняемом резисторе внутри микросхемы. При этом для подгонки микросхемы не требуется дополнительный источник тока окисления и дополнительной электролитической ячейки, что упрощает конструкцию устройства для подгонки. Размеры резистора могут быть предельно малыми вплоть до молекулярной точки, что создает условия для уменьшения вообще размеров микросхем, надежность подгонки повышается, по сравнению с известным решением, в котором возникает опасность слияния электролитов двух ячеек, приводящее к К.З. источника тока окисления. Формула изобретения Устройство для подгонки микросхем, содержащее ячейку анодирова1шя поверхности