Системы управления технологическими режимами магнетронного нанесения тензорезистивных пленок

• Автор: Тимаков, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 05.11.16, 05.11.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 165 с. : ил.

Содержание
Введение

1. Анализ методов и средств синтеза тонкопленочных

тензорезисти вн ых элементов

1. . Параметры тензорезисторов

1.2. Конструкция тензорезистивного датчика

1.3. Формирование топологии чувствительного элемента тензорезисторного датчика давления

1.4. Оборудование для нанесения покрытий в вакууме

Выводы по первой главе

2. Системы управления технологическими режимами магнетронного распыления

2.1. Принципы построения систем управления технологическими режимами магнетронного распыления
2.2. Скорость магнетронного распыления
2.3. Система программного управления технологическими режимами магнетронного распыления
2.4. Многоканальная и адаптивная системы управления технологическими режимами магнетронного распыления
2.5. Скорость распыления при импульсном питании магнетронного распылителя
Основные результаты и выводы по второй главе
3. Оборудование для получения тонкопленочных тензорезистивньтх элементов
3.1. Разработка магнетронного распылителя
3.2. Анализ неравномерности толщины покрытий и способы ее снижения
Основные результаты и выводы но третьей главе
4. Экспериментальное исследование тонкопленочных структур
4.1 Исследование однокомпонентных тонких пленок хрома и никеля
4.2. Исследование двухслойных структур хромникель
4.3. Исследование двухкомпонентных структур хромникель, синтезированных распылением из независимых источников.
Основные результаты и выводы по четвертой главе
5. Результаты внедрения и перспективы использования
5.1. Результаты внедрения
5.2. Перспективы использования разработанного оборудования и 6 технологии синтеза многокомпонентных тонких пленок
Основные результаты работы
Заключение
Перечень принятых сокращений
Список литературы


Введение примесей в металлы и полупроводники может существенно изменить тензоэффект и сопротивление материала. ТКС и тензоэффект уменьшаются. Гензоэффект, ТКС и температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР) оказывают существенное влияние на характеристики резистивных элементов, в различных применениях их влияние изменяется от основного до дестабилизирующего^ О, , ]. Для высокостабильных резисторов важно обеспечить минимальное значение коэффициентов тензочувствительности и ТКС и обеспечить величину ТКЛР, близкую к ТКЛР. Для терморезисторов требуется максимальное значение и стабильное значение ТКС, влияние других эффектов должно быть минимизировано. Для тензорсзисторов решающее значение приобретает тензоэффект. Наиболее широко в качестве тезочувствительных резистивных элементов используются сплавы на основе никеля: медно-никелевые, хромоникелевые, никсль-молибденовые и другис. Использование тонкопленочных тензорезистивных элементов из сплавов известно с - годов прошлого века в работах [I, 6, , ,] В качестве материалов для создания на первом этапе использовались существующие в промышленности материалы и сплавы, предназначенные для изготовления проволочных теизорезисгоров и обычных тонкопленочных резисторов. ВРВП и молибдена с рением МРВП Основные характеристики этих сплавов приведены в таблице 1. Материал тензорезисгоров должен обеспечивать временную и температурную стабильность тензосхемы при достаточно высоком коэффициенте тензочувствительности. Кроме этого, материал должен обеспечивать воспроизводимость свойств при определенной технологии получении тонкой пленки. Разработка нового сплава для тонкопленочных тензорезисторов связана с большими финансовыми затратами и техническими трудностями. Длительность процесса разработки и технологической отработки нового тензорезистивного материала составляет 5-7 лет, что заставляет разработчиков идти по пути использования материалов и сплавов, выпускаемых промышленностью. Разработка совершенно нового материала в настоящих условиях экономически нецелесообразна []. Таблица 1. Конструкция тензорезисторного датчика давления (ДД) в настоящее время хорошо проработана. На рисунке 1. ДД. Измеряемое давление Р с помощью мембранного чувствительного элемента преобразуется в относительную деформацию Є/. Деформация мембраны воспринимается тензорезистором и преобразуется в относительное изменение сопротивления тензорезистора ег, которое в измерительной цепи преобразуется в величину выходного напряжения ивш. Рисунок 1. Структурная схема тензорезисторного датчика давления. Чувствительный элемент (ЧЭ) тензорезисторного ДД можно представить как твердотельную гетероструктуру с определенной упругой характеристикой. Мембрана с тензосхемой служит для однозначной передачи преобразованной величины давления последующему измерительному преобразователю. Это обусловлено тем, что чувствительный элемент в датчиках для измерения давления электрическими методами никогда не является последним в цепи преобразования измеряемой величины. При осуществлении передачи преобразованной величины давления чувствительный элемент тензорезисторного датчика выполняет функцию согласования своей выходной величины с входной характеристикой вторичного преобразователя. Для этой цели тензорезисторный датчик давления имеет в своем составе специальные настроечные и балансировочные элементы. На рисунках 1. ДД. Как уже отмечалось ранее, основным узлом тонкопленочного тензорезисторного ДД является ЧЭ, представляющий собой воспринимающий элемент 1 (см. Рисунок 1. ДД 1 - воспринимающий элемент; 2 -корпус; 3 - кабель; 4 - контактная колодка; 5 - металлостеклянный гермопереходник; 6 - втулка; 7 - внешний разъём датчика; /? Рисунок 1. Топологическая схема тензомоста чувствительного элемента тонкопленочного тензорезисторного ДД (а) и электрическая схема датчика (б). Л2 и ЛЗ; 3 - контактная площадка тензорезистора Ю и термокомпенсационного резистора /? И и Я4; 5 - контактная площадка тензорезистора Я2; 6 -контактная площадка тензорезистора /? XI - внешний разъём датчика; Х2 - контактная колодка ЧЭ; ХЗ -металлостеклянный гермопроходник; /?