Разработка интегральных термосенсоров на основе монокристаллической кремниевой фольги и исследование их характеристик

• Автор: Зиновьев, Дмитрий Валерьевич
• Шифр специальности: 05.27.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 144 с. : ил.

Оглавление

Введение
ГЛАВА 1. Аналитический обзор литературы
1.1. Виды и классификация сенсоров, основанных
на термических явлениях
1.1.1. Измерение температуры
1.1.2. Термоанемометры
1.1.3. Термовакууметры
1.1.4. Катарометры
1.1.5. Каталитические анализаторы - иеллисторы
1.1.6. Газочувствительные резисторы и
газоанализаторы на твердых электролитах
1,2. Свойства кремния как основного материала интегральных сенсоров
1.2.1. р - Т характеристика
1.2.2. Критическая температура
1.2.3. Пьезосопротивление
1.3. Технология кремниевых сенсоров
1.3.1. Проблема балластного кремния
1.3.2. Мембранная технология
1.3.3. Технология ультратонких нтастин
1.3.4. Изоляция внутрикристальным оксидом
Выводы к главе
ГЛАВА 2. Разработка способов повышения метрологических характеристик терморезисторов
2.1. Основная функция преобразования
2.2. Чувствительность изотермического терморезистора

2.3. Кельвин-вольт-амперная характеристика перегревного терморезистора
2.4. Динамические характеристики терморезисторов
2.5. Новая измерительная система
Выводы к главе
ГЛАВА 3. Технология монокристаллической кремниевой
фольги и псевдопроволоки
3.1. Базовая структура КСДИ
3.2. Химическое резание по жертвенной пленке Si02
3.3. Новый метод формирования балочных выводов
3.4. Корпусирование
3.4.1. Бескорпусная защита
3.4.2. Окукливание
3.4.3. Монтаж в металло-керамические корпуса
Выводы к главе
ГЛАВА 4. Сенсоры на основе монокристаллической
кремниевой псевдопроволоки
4.1. Изотермические терморезисторы
4.1.1. Варианты конструкций
4.1.2. Методки измерения параметров
4.1.2.1. Измерение толщины монослоя в КСДИ
4.1.2.2. Измерение номинала и температурного коэффициента сопротивления
4.1.2.3. Термостарение
4.1.2.4. Термоциклирование
4.1.3. Результаты метрологических испытаний
4.1.3.1. Номинальное сопротивление
4.1.3.2. Переходное сопротивление
4.1.3.3. р-Т характеристика

4.2. Перегревные терморезисторы
4.3. Терморезисторы косвенного подогрева
4.4. Пьезоэлектрические и другие приборы на основе кремниевой монокристаллической
фольги и псевдопроволоки
Выводы к главе
ГЛАВА 5. Эффект гигантской теплоотдачи телами
субмиллиметровых размеров
5.1. Измерение температуры микрообектов
и рассеиваемой ими мощности
5.2. Косвенные подтверждения наличия эффекта
в работах других авторов
5.3. Физическая модель эффекта
5.4. Различные проявления эффекта гигантского тепло- и массопереноса и его применения
5.4.1. Различия в динамике газов и жидкостей
5.4.2. Аналогия теплопередачи и массопереноса
5.4.3. Импульсный режим работы
5.4.4. Приборы нового типа
5.4.4.1. Датчики положения и перемещения
5.4.4.2. Уровнемер на основе перегревного терморезистора
5.4.4.3. Насадка для катализаторов высокой
интенсивности
Выводы к главе
Заключение
Общие выводы по работе
Список литературы
Приложения

Рис. 1.8. Анизотропное и изотропное травление. 11-резист, Б-полложка.
1) / - ( 1 > V
г Г> V - ) ( С О Х-> 1 ) У 3 У
! Аничптропя Ичотрогшги»
Анизотропному травлению свойственна четкая проработка углов на границах мембраны с рамкой. Но, как известно [30], резкие переходы сечения сопровождаются концентрацией на них механических напряжений.
Кроме того, сильно легированные области, необходимые для изоляции тензорезисторов, которые исходя из соображений увеличения чувствительности расположены на границе мембрана-рамка, также являются источником неуправляемых механических напряжений. В результате этого ухудшается воспроизводимость характеристик сенсоров, в крайнем случае возможно вспучивание и разрушение мембран из-за распространения трещин.
В силу простоты, небольших затрат, достаточной воспроизводимости чаще всего применяется жидкостное травление в кислотных и щелочных (таблицах 1.3,1.4) растворах [31].
Таблица 1.3. Изотропные травители для кремния.
| Травитель Применение
Ш, НШ3, СНзСООН 4 В', Ш03, СНзСООН !нр, КМп04, СНзСООН Ш, НЫОз, СНзСООН !ш%нш3 НН41.1ЬОз ;НР, НМОз, 12 ;НК, НИОз, СНзСООН н2о2, мн4нро4 Все разновидности 81 Низкоомный 81 Эпитаксиальный 81 Рпр - многослойные структуры Рпр - многослойные структуры Минимальное подтравливание Общее травление Подтравливание плоскости (100) Скорости травления, 81/ФСС-2/1