Найти

Расширенные фильтры
Опубликовано после
Опубликовано до

Результаты поиска

Найдено результатов: 6.

  • ИССЛЕДОВАНИЕ МАСКИРУЮЩИХ СВОЙСТВ ПЛЕНОК ОКСИДА КРЕМНИЯ ДЛЯ СОЗДАНИЯ КРЕМНИЕВЫХ МЕМБРАН МЕТОДОМ ЖИДКОСТНОГО ТРАВЛЕНИЯ

    С. В. Малохатко, Е.Ю. Гусев
    2021-02-13
    Аннотация ▼

    Микроэлектромеханические датчики мембранного типа изготавливаются методами
    поверхностной и объемной микрообработки. В последнем случае мембраны получают пу-
    тем глубокого анизотропного травления монокристаллического кремниевого слоя или под-
    ложки до толщин 20–50 мкм. При этом используются как сухие, так и жидкостным спо-
    собы травления. Преимуществом жидкостного травления является простота контроля
    латеральных размеров мембран и высокая селективность. Высокая селективность травле-
    ния может быть достигнута за счет выбора подходящего состава травящего раствора,
    материала защитного покрытия и технологии его получения. В работе проведено экспери-
    ментальное исследование защитных свойств пленок оксида кремния, полученных методами
    термического окисления, плазмохимического осаждения, а также комбинированного по-
    крытия из этих пленок в условиях жидкостного травления монокристаллического кремния
    в 30%-ном водном растворе гидроксида калия при температуре 80°С. Селективность
    травления, остаточная толщина, шероховатость и поверхностная концентрация локаль-
    ных дефектов рассчитывались по данным стилусной профилометрии, оптической интер-
    ферометрии и микроскопии. Установлено, что скорости и селективности травления термического оксида и плазмохимического оксида после быстрого термического отжига дос-
    таточно близки – 6,7 нм/мин, 1:338 и 7 нм/мин, 1:372, соответственно. Шероховатость
    поверхности оксидных пленок в большей степени возрастала при травлении пленок терми-
    ческого оксида, а также плазменного оксида в составе композитного покрытия. Средне-
    квадратичное значение остаточной шероховатости 1-2 нм. В пленках обнаружены ло-
    кальные дефекты типа «протравов» с концентрацией от 0,1–0,2 мм-2. Установлено, что
    использование 1 мкм плазменного слоя оксида в комбинированном покрытии позволяет
    предотвратить травление термического оксида, однако для исключения локальных дефек-
    тов его толщина должна быть увеличена до 1,5–2,0 мкм; пленка термически стабилизиро-
    ванного плазменного оксида, толщиной от 2,0 мкм также может рассматриваться в ка-
    честве эффективного защитного покрытия для проведения глубокого жидкостного трав-
    ления кремния.

  • ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ НАПРЯЖЁННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ УПРУГОЙ МЕМБРАНЫ ДАТЧИКА ДАВЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ СТРУКТУРЫ «КРЕМНИЙ НА САПФИРЕ»

    С.П. Малюков , В. Д. Мишнев
    159-167
    2025-11-10
    Аннотация ▼

    Высокая точность и повышенные эксплуатационные характеристики датчиков давления необходимы для обеспечения безопасности, качества и эффективности в различных отраслях промышленности и техники. Применение метода конечных элементов (МКЭ) при проектировании датчиков давления позволяет улучшить их точность за счёт более глубокого анализа механических и физических процессов, возникающих при воздействии нагрузки от давления. Целью данной работы является построение цифровой трёхмерной модели чувствительного элемента (ЧЭ) датчика давления и анализ напряжённо-деформированного состояния упругой мембраны под действием нагрузки от давления от 0 до 15 МПа. Основные задачи работы: исследование свойств и параметров материалов, применяющихся в составе чувствительного элемента датчика давления на основе структуры «кремний на сапфире»; получение значений максимального эквивалентного напряжения, возникающего в конструкции упругой мембраны ЧЭ при воздействии нагрузки от давления 125% от номинального значения; распределение радиальных и тангенциальных деформаций упругой мембраны и определение наилучшего расположения тензорезисторов на поверхности ЧЭ датчика давления. В результате исследования установлено, что используемые материалы обладают хорошей стойкостью к воздействию агрессивной среды, а также возможностью работы в широком диапазоне температур и при воздействии высоких нагрузок от давления. По результатам моделирования определено значение максимального эквивалентного напряжения, величина напряжения не превышает предел прочности чувствительной мембраны, получено распределение радиальных и тангенциальных деформаций на поверхности ЧЭ, что даёт возможность получить оптимизированный рисунок тензорезисторной мостовой схемы

  • МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ КРЕМНИЕВОЙ N-I-P НАНОСТРУКТУРЫ

    Н.М. Богатов , В. С. Володин , Л.Р. Григорьян , М. С. Коваленко
    123-133
    2025-11-10
    Аннотация ▼

    Распределение ионизованных примесей, электронов, дырок определяет структуру, физические свойства, эксплуатационные характеристики полупроводниковых приборов. Роль поверхностных электронных состояний отрицательна, степень их влияния на характеристики прибора зависит от особенностей структуры. Уменьшение размеров полупроводниковых приборов – современная тенденция совершенствования электроники. Влияние поверхностных состояний на свойства наноразмерных объектов возрастает при уменьшении их размеров. Объектом исследования является электрическое поле кремниевой n-i-p наноструктуры. Цель исследования – анализ влияния поверхностных состояний на внутреннее электрическое поле кремниевой n-i-p наноструктуры. Задачи исследования: 1 – Рассчитать численно с учетом поверхностных состояний потенциал и напряжённость электрического поля, концентрацию доноров и акцепторов в  кремниевой n-i-p наноструктуре с диффузионным профилем легирования.  2 – Определить влияние толщины n-i-p наноструктуры и плотности поверхностных состояний на потенциал и напряжённость электрического поля. 3 – Определить состав области пространственного заряда n-i-p наноструктуры с минимизированным влиянием поверхностных состояний. Методика расчёта основана на численном решении уравнения Пуассона с учётом поверхностных состояний и граничными условиями, включающими условие общей электронейтральности образца. В результате получены распределения потенциала и напряжённости электрического поля для различных значений толщины наноструктуры и плотности поверхностных состояний.  Показано, что заряженные поверхностные состояния изменяют потенциал и напряженность электрического поля не только в поверхностной области, но и в объеме наноструктуры. Значение напряженности в базе возрастает с уменьшением её толщины, это значение уменьшается, если плотность поверхностных состояний превышает 1013 см–2. Снижение плотности поверхностных состояний до 1012 см–2 устраняет созданный ими поверхностный потенциальный барьер. Область пространственного заряда состоит из 5 частей: область положительного заряда, созданного ионизованными донорами, область, обогащённая электронами, область, обеднённая носителями заряда, область, обогащённая дырками, область отрицательного заряда, созданного ионизованными акцепторами

  • ИМПУЛЬСНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КРЕМНИЕВЫХ СТРУКТУР С N-P ПЕРЕХОДОМ, ОБЛУЧЕННЫХ ПРОТОНАМИ

    Н.М. Богатов , В.С. Володин , Л.Р. Григорьян , А.И. Коваленко , М.С. Коваленко
    2022-11-01
    Аннотация ▼

    В настоящее время активно развиваются методы создания полупроводниковых
    структур с заданными свойствами с помощью облучения ионизирующими частицами (ин-
    женерия радиационных дефектов). Взаимодействие радиационных дефектов с примесями,
    дислокациями и другими дефектами структуры обусловливает изменение свойств полу-
    проводников и полупроводниковых приборов. Облучение протонами позволяет контроли-
    руемо создавать радиационные дефекты с максимумом распределения в заранее рассчи-
    танной области. Цель работы – анализ влияния облучения низкоэнергетическими прото-
    нами на импульсные характеристики кремниевых структур с n+-p переходом. Задача –
    определение эффективного времени жизни  носителей заряда в области пространствен-
    ного заряда (ОПЗ) n+-p перехода. Исследовались n+-p-p+-структуры из кремния, выращен-
    ного методом Чохральского, облучённые со стороны n+-слоя потоком низкоэнергетических
    протонов при температуре образцов 300 K и 83 K. Для измерения импульсных характери-
    стик использовались биполярные прямоугольные импульсы напряжения с постоянной ам-
    плитудой 10 mV и частотой 1 MHz. Экспериментальные данные объясняются с помощью
    моделей нестационарного переноса носителей заряда в неоднородных полупроводниках и
    образования радиационных дефектов в кремнии под действием протонов. Рассчитаны
    распределения по глубине среднего числа первичных радиационных дефектов: междоузель-
    ного кремния, вакансий, дивакансий, созданных одним протоном на единице длины проек-
    тивного пробега. Показано, что облучение протонами с дозой 1015 cm2 и энергией 40 keV
    не изменяет значение , а с энергией 180 keV создает в ОПЗ n+-p перехода область с эф-
    фективным временем жизни 5.5108 s.

  • ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНО-КОНЦЕНТРАЦИОННЫХ РЕЖИМОВ АНИЗОТРОПНОГО ЖИДКОСТНОГО ТРАВЛЕНИЯ МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ

    С.В. Малохатко , Д.А. Бакшевников , Е.Ю. Гусев
    2021-08-11
    Аннотация ▼

    Основным материалом большинства механических сенсоров является кремний. Для
    формирования кремниевых структур используют методы объемной микрообработки –
    глубокое травление подложки. Для формирования структур, к которым предъявляются
    высокие требования по точности размеров и воспроизводимости, традиционно применя-
    ют анизотропное жидкостное травление. В качестве травителя при этом используют
    водный раствор щелочи. Определение оптимального режима по концентрации и темпера-
    туре раствора позволит получить относительно однородную, гладкую поверхность при
    высокой скорости травления. В работе проведено экспериментальное исследование влия-
    ния концентрации (20-40%) и температуры (60–80°С) водного раствора KOH на скорость
    травления монокристаллического кремния, а также морфологию поверхности в условиях
    длительного процесса травления. Значения скорости травления в 20%, 30% и 40% раство-
    ре для выбранного температурного диапазона составили 0,68-2,0 мкм/мин,
    0,77–2,4 мкм/мин и 0,7–1,9 мкм/мин, соответственно. Проведен анализ морфологии по-
    верхности кремния на глубине 270 мкм. Установлено, что при концентрации раствора
    КОН 20% и 80°С формируется развитая морфология поверхности с шероховатостью –
    400 нм; понижение температуры раствора позволяет получить более ровную поверхность
    с остаточной шероховатостью ~ 340 нм. При концентрации раствора КОН 30% поверх-
    ность более однородна c шероховатостью ~ 100 нм; изменение температуры от 60 до
    80 °С практически не оказывает влияние на ее морфологию. При концентрации раствора
    КОН 40% и 80°С исходный рельеф поверхности травления достаточно развит ~ 340 нм, а
    снижение температуры раствора до 60°С позволяет свести его до состояния, характер-
    ного условию травления при 30% и температуре 80°С.

  • ПРОЕКТИРОВАНИЕ КРЕМНИЕВОГО МИКРОЗОНДА ДЛЯ МАЛОИНВАЗИВНОГО НЕЙРОИНТЕРФЕЙСА

    Е.Ю. Гусев , А. В. Сарыев
    2021-08-11
    Аннотация ▼

    Микрозонды стали важным инструментом исследования нейронной активности.
    Исследования и разработки в области инвазивных нейроинтерфейсов направленны на сни-
    жение характерного повреждения нервной ткани за счет уменьшения диаметра имплан-
    тируемых зондов менее 100 мкм. Подобные структуры изготавливают методами микро-
    обработки, в частности различными видами анизотропного травления. При этом на раз-
    меры и форму зонда оказывают влияние условия травления. Последние должны учиты-
    ваться на этапе проектирования конструкции зонда. В работе проведена оценка диапазо-
    нов геометрических параметров кремниевого микрозонда с учетом условий травления и
    количества электродов. Аналитические расчеты проводили для структуры зонда, пред-
    ставленной четырьмя областями различной ширины, несущих до семи электродов. Получе-
    ны зависимости ширины нижнего основания трапециевидного сечения зонда и размера
    маски от толщины и ширины верхнего основания зонда. Установлены допустимые диапа-
    зоны размеров для предложенного варианта четырехуровнего микрозонда; в частности,
    минимальные значения ширины верхнего основания, составили 17, 28, 39 и 50 мкм, а соот-
    ветствующие им диапазоны допустимых значений толщин зонда для вариантов с 1 элек-
    тродом – 30–58 мкм, 2 и 3 электродами – 30–51 мкм, 4 и 5 электродами – 30–43 мкм, а для
    случая зонда с 6 и 7 электродами – 30–35 мкм. Выполнена оценка величины коррекции раз-
    мера маски, отражающая влияния условий травления на геометрию зонда.

1 - 6 из 6 результатов