Статья

Название статьи ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ДАТЧИКОВ ДАВЛЕНИЯ. МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
Автор П.Г. Михайлов, Е.А. Мокров, Д.А. Сергеев, В.В. Скотников, В.А. Петрин, М.А. Чернецов
Рубрика РАЗДЕЛ III. ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ, ПРИБОРЫ И УСТРОЙСТВА
Месяц, год 04, 2014
Индекс УДК 621. 865. 8
DOI
Аннотация Задачи исследования физических процессов в условиях повышенных температур становятся все более актуальными по мере развития технологий, освоения новой продукции и процессов (атомно-энергетический комплекс, ракетно-космическая техника, авиация, металлургия, химическая промышленность и проч.). В настоящее время прослеживается тенденция отказа от традиционного материала микроэлектроники монокристаллического кремния, имеющего узкую запрещенную зону и от диффузионных сенсорных структур с изоляцией p-n–переходами. Четко обозначился тренд на использование в чувствительных элементах (ЧЭ) датчиков в качестве функциональных материалов широкозонных монокристаллических полупроводников и полупроводниковых соединений. Наиболее перспективным материалом для высокотемпературных микроэлектронных датчиков является синтетический алмаз, но сам материал очень дорогой, а технологии сложные, что затрудняет развитие данного направления. Еще одним из высокотемпературных функциональных материалов для микроэлектронных датчиков является монокристаллический карбид кремния (SiC) (рабочая температура до 600°С), но для него традиционная кремниевая технология практически не пригодна. Альтернативой алмазу и карбиду кремния могут быть структуры КНД (кремний на диэлектрике) и КНИ (кремний на изоляторе). Основным материалом из группы КНД, который наиболее широко используется в микроэлектронных датчиках, особенно в России, является кремний на сапфире (КНС), ЧЭ на основе которого работоспособны до 300–400°С в условиях агрессивных сред и радиации.

Скачать в PDF

Ключевые слова Датчик; чувствительный элемент; измерительный модуль; ЧЭ; ИМ; высокотемпе- ратурный; карбида кремния; КНС; алмаз; КНД; поликремний; кремний; широкозонный диэлектрик; сапфир.
Библиографический список 1. ГОСТ Р 51086-97 Датчики и преобразователи физических величин электронные. Термины и определения. Госстандарт России ИПК Издательство стандартов, 1997.
2. Михайлов П.Г., Богонин М.Б., Михайлов А.П. Материалы микроэлектронных датчиков // Новые промышленные технологии. – 2003. – № 3.
3. Kulite. Инновации и лидерство в производстве преобразователей [Электронный ресурс] / Двигатель, № 65, 2008. – С. 8. – Режим доступа: http://engine.aviaport.ru/issues/65/page08.html.
4. Михайлов П.Г., Соколов А.В, Сергеев Д.А. Вопросы применения чувствительных элементов и измерительных модулей в датчиках физических величин // Информационно-измерительная техника: Межвузовский сборник научных трудов. – Пенза: ИИЦ ПГУ, 2012. – Вып. 37.
5. Михайлов П.Г. Микроэлектронные датчики, особенности конструкций и характеристик // Приборы и Системы. Управление, Контроль, Диагностика. – 2004. – № 6. – С. 38-41.
6. Алмаз в электронной технике // Сборник статей под ред. В.Б. Кваскова. – М.: Энергоатомиздат, 1990.
7. Водаков Ю.А., Остроумов А.Г. Карбид кремния – материал для твердотельной электроники // Измерение Контроль Автоматизация. – 1987. – № 2.
8. Корляков А.В., Лучинин В.В., Мальцев П.П. Микроэлектромеханические структуры на основе композиции «карбид кремния–нитрид алюминия» // Микроэлектроника. – 1999. – Т. 28, № 3.
9. Каталог продукции Kulite (www.kulite.com).
10. Anthony D. Kurtz Ultra High Temperature, Miniature, SOI Sensors for Extreme Environments / Anthony D. Kurtz, Alexander A. Ned, Alan H. Epstein // IMAPS International HiTEC 2004 Conference Santa Fe, New Mexico, May 17-20, 2004.
11. Баринов И.Н. Результаты исследования высокотемпературных полупроводниковых чувствительных элементов датчиков давления на основе структуры «кремний-на-диэлектрике» // Компоненты и технологии. – 2008. – № 11. – С. 30-32.
12. Баринов И.Н. Полупроводниковый чувствительный элемент на основе структуры «кремний-на диэлектрике» для высокотемпературных датчиков давления // Датчики и системы. – 2004. – № 12.
13. Стучебников В. М., Суханов В.И. Хасиков В.В. Тензорезисторные чувствительные элементы на основе структур «кремний на сапфире» в преобразователях давления для высоких температур // Приборы и системы управления. − 1981. – № 3. – С. 23.
14. Поликристаллические полупроводники. Физические свойства и применение / Под ред. Г. Харбеке. – М.: Мир, 1989.
15. Михайлов П.Г. Модификация материалов микроэлектронных датчиков // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. – 2003. – № 5.
16. Модификация и легирование поверхности лазерными, ионными и электронными потоками / Под ред. Дж. Поути. – М.: Машиностроение, 1987.
17. Гридчин В.А., Драгунов В.П. Физика микросистем: Учеб. пособие в 2 ч. Ч. 1. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2004. − 416 с.

Comments are closed.