Физические основы и принципы проектирования интегральных полупроводниковых датчиков переменных давлений

Физические основы и принципы проектирования интегральных полупроводниковых датчиков переменных давлений

Автор: Драгунов, Валерий Павлович

Шифр специальности: 05.27.01

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2005

Место защиты: Новосибирск

Количество страниц: 495 с. ил.

Артикул: 2900931

Автор: Драгунов, Валерий Павлович

Стоимость: 250 руб.

Физические основы и принципы проектирования интегральных полупроводниковых датчиков переменных давлений  Физические основы и принципы проектирования интегральных полупроводниковых датчиков переменных давлений 

ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗРАБОТКИ ИНТЕГРАЛЬНЫХ ДАТЧИКОВ ПЕРЕМЕННЫХ ДАВЛЕНИЙ
1.1. Основные понятия, структура и характеристики полупроводниковых датчиков давления.
1.2. Технические характеристики современных датчиков переменных давлений
1.3. Кинетические эффекты в полупроводниках со структурой
алмаза и цинковой обманки.
1.3.1. Общие свойства германия, кремния и арсенида галлия.
1.3.2. Кинетические эффекты в многодолинных полупроводниках.
1.3.3. Особенности моделирования транспорта дырок.
1.4. Влияние деформации на перенос носителей заряда в полупроводниках со структурой алмаза и цинковой обманки.
1.4.1. Влияние деформации на энергетический спектр электронов.
1.4.2. Влияние деформации на структуру зоны проводимости в многодолинных полупроводниках с эквивалентными минимумами
1.4.3. Влияние деформации на структуру валентной зоны ве, Б
И СОеДИНеНИЙ А3В5.
1.4.4. Влияние деформации на электропроводность ве и Б цтипа.
1.4.5. Влияние деформации на электропроводность ве и 8ртипа
1.5. Перспективы разработки датчиков давления на основе структур наноэлектроники.
1.6. Моделирование механических характеристик упругих элементов.
1.6.1. Упругий элемент круглой формы
1.6.2. Распределение механических напряжений в квадратном упругом элементе
1.6.3. Оценка частоты собственных колебаний диафрагмы.
1.6.4. Демпфирование колебаний
1.7. Размещение тензопреобразователей на упругом элементе.
1.8. Измерительные цепи.
1.9. Идентификация динамических характеристик датчиков давления.
1 Заключение по главе 1.
ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ТРАНСПОРТА ЭЛЕКТРОНОВ В НАПРЯЖЕННЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СТРУКТУРАХ.
2.1. Влияние температуры и легирования на электропроводность деформированного лкремния.
2.1.1. Влияние деформации на примесные состояния в лБ
2.1.2. Эффект Холла в деформированных полупроводниках
2.1.3. Междолинное рассеяние в деформированном лБ
2.1.4. Влияние электронфононного взаимодействия на температурные зависимости электропроводности и пьезосопротивления.
2.1.5. Оценка констант деформационного потенциала.
2.2. Моделирование переноса электронов в напряженных
структурах на основе ве и Б .
2.2.1. Напряжения и деформации в структурах на основе ве и Б
2.2.2. Моделирование переноса электронов в напряженных структурах Оех8х.
2.3. Гальваномагнитные эффекты в деформированном ОэАб и структурах на его основе
2.3.1. Высокотемпературная проводимость деформированного
2.3.2. Влияние деформации на примесные состояния в лСаАэ.
2.3.3. Деформационные зависимости электропроводности варизонных структур на основе ваАБ
2.3.4. Оценка параметров тензочувствительных элементов
на основе варизонных структур А1хОа.хАз.
2.4. Заключение по главе
ГЛАВА 3. ГАЛЬВАНОМАГНИТНЫЕ И ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
ЭФФЕКТЫ В ДЕФОРМИРОВАННЫХ , Б И аАз ТИПА.
3.1. Влияние деформации на электропроводность ве и 8
3.2. Особенности энергетического спектра дырок в структурах
на основе ве и 8.
3.3. Моделирование транспорта дырок в двухзонном приближении
3.4. Моделирование транспорта дырок в трехзонном приближении
3.5. Моделирование эффекта пьезосопротивления в модифицированном двухзонном приближении
3.6. Результаты моделирования тензоэффектов в трехзонном приближении
3.7. Влияние деформации на электропроводность .
3.8. Влияние деформации на термоэ.д.с.
3.9. Влияние деформации э.д.с. Холла.
ЗЛО. Заключение по главе 3.
ГЛАВА 4. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ
ТЕНЗОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
4.1. Тензочувствительные схемы с цепочечной структурой.
4.2. Многоэлементные мостовые схемы
4.3. Распределенные чувствительные элементы
4.4. Тензочувствительные интегральные схемы на МДПтранзисторах.
4.4.1. Стабилизация режима работы тензомикросхем.
4.4.2. Оценка тензочувствительности
4.4.3. Влияние технологического разброса на характеристики тензомикросхем.
4.5. Оценка параметров тензочувствительных схем методом статистических испытаний.
4.6. Анализ схем термостабилизации на КМДПтранзисторах
4.7. Заключение по главе 4.
ГЛАВА 5. УПРУГИЕ ЭЛЕМЕНТЫ МИКРОМЕХАНИЧЕСКИХ
5.1. Формирование упругих элементов интегральных преобразователей
5.2. Моделирование характеристик диафрагменных чувствительных элементов
5.2.1. Упругий элемент эллипсоидальной формы.
5.2.2. Прямоугольный упругий элемент.
5.2.3. Треугольный упругий элемент.
5.2.4. Шестиугольный упругий элемент.
5.2.4. Восьмиугольный упругий элемент.
5.3. Моделирование характеристик микромеханических систем с электростатическим управлением
5.3.1. Изгиб круглой диафрагмы при электростатическом воздействии.
5.3.2. Изгиб квадратной диафрагмы при электростатическом воздействии.
5.3.3. Изгиб треугольной диафрагмы при электростатическом воздействии.
5.3.4. Изгиб шестиугольной диафрагмы при электростатическом воздействии.
5.4. Нелинейность упругих элементов микромеханических систем
5.4.1. Изгиб круглой диафрагмы
5.4.2. Изгиб квадратной диафрагмы.
5.4.3. Изгиб треугольной и шестиугольной диафрагмы
5.4.4. Результаты моделирования и их анализ.
5.5. Нелинейная модель упругого элемента микроэлектромеханических систем.
5.5.1. Электромеханическая система с параллельными электродами.
5.5.2. Упругие элементы с прямоугольной диафрагмой, закрепленной по двум сторонам.
5.5.3. Упругие элементы с диафрагмой, закрепленной по периметру.
5.6. Заключение по главе
ГЛАВА 6. ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УПРУГИХ
ЭЛЕМЕНТОВ МИКРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
6.1. Динамическая модель упругого элемента микромеханических систем
6.2. Нелинейная динамическая модель упругого элемента микромеханических систем
6.3. Нелинейная динамическая модель упругого элемента микромеханических систем с электростатическим управлением.
6.4. Демпфирование
6.4.1. Демпфирование с помощью поглощающих покрытий
6.4.2. Газодинамическое демпфирование
6.5. Чувствительность к ускорению
6.6. Оптимизация динамических характеристик упругого элемента профилированием
6.7. Заключение по главе 6.
ГЛАВА 7. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ
ХАРАКТЕРИСТИК ДАТЧИКОВ ПЕРЕМЕННЫХ ДАВЛЕНИЙ
7.1. Конструкция измерительного модуля
7.2. Статические характеристики и параметры разработанных датчиков
7.2.1. Исследование характеристик датчиков с кремниевыми чувствительными элементами
7.2.2. Характеристики и параметры датчиков с чувствительными элементами на основе .
7.2.3. Блок обработки и визуализации сигнала
7.3. Динамические характеристики и параметры разработанных датчиков.
7.4. Идентификация динамических параметров датчиков переменных давлений
7.4.1. Метод комплексной экспоненциальной аппроксимации Прони
7.4.2. Метод максимального правдоподобия.
7.5. Оценка чувствительности к ускорению
7.6. Оптимизация времени установления переходной характеристики
7.6.1. Использование фильтров нижних частот.
7.6.2. Использование газодинамического демпфирования
7.7. Заключение по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Понимая перспективность использования в датчиках диффузионных тензорезисторов, в ряде работ было проведено исследование их температурных и концентрационных зависимостей. Данные зависимости позволяют оценить величины и температурные коэффициенты тензочувствительности и начального разбаланса. Согласно 7 тензочувствительность диффузионных слоев , деформируемых по направлению 0, должна достигать примерно 0, 5 и для кристаллов с поверхностной концентрацией примеси порядка 7, 8 и Юсм3, соответственно. Эти значения близки к полученным для монокристаллического кремния. Рис. Зависимости рхро СО с п 4. В целом исследования влияния деформации на кинетические эффекты в 5У показали, что в большинстве случаев экспериментальные результаты не удается объяснить в рамках модели перетекания Херринга т. При этом для согласования оценок с результатами эксперимента авторам приходится допустить зависимость константы деформационного Еи от температуры со скоростью порядка 1. К1 , 2, чего не наблюдается в других полупроводниках. Отсутствие адекватных физических моделей для кинетических эффектов в привело к тому, что в настоящее время для моделирования наибольшее распространение получил подход, основанный на аппроксимации экспериментальных зависимостей. При проектировании тензочувствительных элементов необходимо моделировать температурные и концентрационные зависимости электропроводности и коэффициентов пьезосопротивления. Соответствующие аппроксимационные характеристики для полупроводниковых слоев получены, например в 9.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.213, запросов: 229