автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.14, диссертация на тему:Исследование влияния конструктивно-технологических факторов на напряженно-деформированное состояние кремниевых упругих чувствительных элементов интегральных датчиков

ГОСУДАРСТЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. К.ЭЛИОЛКОВСКОГО

Смирнова Наталья Вячеславовна

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ КРЕМНИЕВЫХ УПРУГИХ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИНТЕГРАЛЬНЫХ

ДАТЧИКОВ

Специальность 05.11.14 Технология приборостроения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

На правах рукописи

УДК 681.586.72

Москва - 1996

Работа выполнена на кафедре "Технология производства приборов и систем управления летательных аппаратов" Московского государственного авиационного технологического университета им. К.Э.Циолковского

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Суминов Вячеслав Михайлович Научный консультант: кандидат технических наук, доцент

Мошльная Татьяна Юрьевна Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Виноградов Геннадий Михайлович кандидат технических наук, доцент Измайлов Евгений Аркадьевич

Ведущая организация:

Раменское приборостроительное конструкторское бюро

Защита диссертации состоится " " (¿¿ü1996 г. в /У часов на заседашш Диссертационного Совета К.063.56.03 в Московском государственном авиационном технологическом университете им. К.Э. Циолковского по адресу:

109240, г. Москва, ул. Николоямская, 13, ауд. 215, тел. 915-54-41. С диссертацией можно ознакомится в библиотеке университета

Автореферат разослан " Ж1 " 1996 г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета, канд. техн. наук, доцент

Епанешникова И. К.

-3 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ

Современный этап развития приборостроения связан с решением конструкторских и технологических задач в области перспективного научно-технического направления - кремниевой микромеханики. Актуальность проведения исследовательских работ в этом направлении обусловлена возросшими требованиями к технико-Экономическим характеристикам интегральных датчиков (ЦД).

Кремниевые ИД позволяют решать целый ряд метрологических задач в различных отраслях: от аэрохосмической промышленности и автомобилестроения до робототехники и биомедицинских исследований. Большой спрос на ИД, с одной стороны, обусловливает многономенклатурность кремниевых упругих элементов (УЭ) и необходимость серийного производства датчиков, с другой стороны, широкий диапазон предъявляемых к ним требований. Анализ современного состояния вопроса проектирования и изготовления кремниевых ИД показывает, что основными параметрами, определяющими качество датчиков, являются параметры качества УЭ. Число исследовательских работ конструкторского плана в области кремниевой микромеханики весьма ограничено. Вопросы, связаннее с технологией изготовления УЭ, требуют учета специфики конструкци->нного материала и влияния этапов технологии на точность и стабильность :арактеристик кремниевых УЭ.

Перечисленные обстоятельства определяют актуальность диссертацион-ой работы, направленной на разработку и исследование методов и средств правления качеством кремниевых УЭ ИД, удовлетворяющих требованиям иогономенклатурного серийного производства.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целью настоящей работы является исследование влияния конструктивно-технологических факторов на качество кремниевых УЭ ИД.

Дня достижения поставленной цели определены следующие задачи:

1. Теоретические исследования влияния конструктивно-технологических факторов на напряженно-деформированное состояние (НДС) кремниевых УЭ при действии эксплуатационных нагрузок.

2. Разработка экспериментальной установки и методики контроля качества кремниевых УЭ.

3. Теоретические исследования НДС кремниевых УЭ, возникающего в процессе их изготовления. Выявление и анализ этапов технологии, оказывающих наибольшее влияние на качество УЭ.

4. Проведение комплекса экспериментальных исследований влияния наследственных факторов, процессов изготовления и их этапов на качество структур кремниевых УЭ.

5. Выявление управляемых параметров качества структур и разработка научно-обоснованной методики управления качеством на этапах процесса изготовления кремниевых УЭ.

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объектами исследований являются кремниевые УЭ различных конструкций и их структуры, изготовленные методами интегральной технологии. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Теоретические исследования и анализ проведены с применением линейной теории упругости, численных методов расчета, теории полупроводников, математического моделирования, натурного эксперимента. НАУЧНАЯ НОВИЗНА

1. Разработана и исследована методика расчета конструкций кремние-

вых УЭ ИД механических величин (силы, ускорения в давления).

2. Впервые предложена и экспериментально подтверждена методика расчета НДС кремниевых УЭ, возникающего на этапах изготовления.

3. Выявлены параметры качества структур кремниевых УЭ и предложен технологический способ управления качеством структур на основе кремния.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ

Разработанные методики и результаты теоретических и экспериментальных исследований НДС кремниевых УЭ составляют основу для проектирования и изготовления ИД, позволяют сократить сроки разработки новых конструкций и технологий изготовления НД, увеличить процент выхода годных изделий. АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Российской научно-технической конференции "Новые материалы и технологии машиностроения" (Москва, 1993, 1994 и 1995 гг.), на заседании кафедры "Технология производства приборов и систем управления летательных аппаратов" МГАТУ им. К.Э.Циолковского (1996 г.). 1УБЛИКАЦИИ

По результатам выполненных исследований опубликовано 10 печатных забот, в том числе составлена заявка на полезную модель. :ТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литера-■уры из 101 наименования и пяти приложений. Работа содержит 130 стра-гац основного текста, 9 таблиц, 48 страниц иллюстраций и приложений на ¡5 страницах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы, формулируется цель и основные задачи исследований, определяется научная новизна и практическая ценность полученных результатов, дается краткое содержание диссертации.

В первой главе приводится сравнительная характеристика материалов УЭ измерительных преобразователей. Анализ известных конструкционных материалов показывает, что наиболее перспективным является монокристаллический кремний. Датчики с кремниевыми УЭ, изготовленные методами интегральной технологии, превосходят чувствительность традиционных преобразователей на 2...3 порядка, характеризуются миниатюрностью, малой потребляемой энергией, высокой виброустойчивостью - до 100 ООО способностью работы в мультисенсорном режиме, совместимостью со средствами встраиваемой электроники, высокой технологичностью благодаря методам групповой технолопга.

Анализ современного состояния вопроса проектирования и изготовления ИД показывает, что качество датчиков в условиях многономенклатурного серийного производства может быть обеспечено точностью и стабильностью рабочей характеристики кремниевого УЭ. В связи с этим важно обеспечить требуемую жесткость упругого подвеса, которая, во-первых, определяется выбором линейных размеров (толщиной) и формой поперечного сечения упругой перемычки, во-вторых, точностью воспроизведения размеров и формы УЭ, стабильностью физико-механических свойств элементов (остаточные деформации).

Существующие методики выбора линейных размеров и геометрии УЭ не удовлетворяют в полной мере современным требованиям вследствие недостаточного уровня информативности. Наиболее полно в научно-техничес-

кой литературе рассмотрены вопросы анализа конструкций мембранных тензопреобразоватслей, основанные на расчете НДС круглых мембран при действии распределенного давления. Большое разнообразие конструктивных решений ИД силы, ускорения и давления требуют разработки и исследования математических моделей (ММ) НДС кремниевых УЭ при действии эксплуатационных нагрузок.

Точность и стабильность упругих характеристик определяются свойствами конструкционного материала и качеством технологического процесса изготовления кремниевых УЭ. В работе выполнен анализ технологических способов формирования кремниевых УЭ и показано, что, хотя процессы интегральной технологии являются хорошо исследованными применительно к микроэлектронным устройствам, специфика ИД механических величин требует теоретических и экспериментальных исследований НДС УЭ, возникающего на этапах их изготовления. Анализ процента выхода годных кремниевых УЭ маятникового типа доказывает, что основной причиной разброса геометрических параметров упругих перемычек и деградации физико-механических свойств подвеса являются внутренние напряжения кремниевых структур. Описаны типичные дефекты, приводящие к нарушению воспроизводимости геометрических параметров элементов.

Проблема точности изготовления и стабильности упругих характеристик УЭ ИД в условиях многономенклатурного серийного производства не может быть решена за счет ужесточения допусков на толщину упругих перемычек и селективного отбора УЭ. Решение этих вопросов неизбежно связано с разработкой и исследованиями методов повышения качества структур кремниевых УЭ.

Из приведенного анализа следует, что обеспечение требуемых выходных характеристик ИД возможно лишь при комплексном анализе НДС УЭ, вы-

званное действие эксплуатационных нагрузок, влиянием наследственных факторов материала и технологии изготовления кремниевых структур.

Во второй главе приведено теоретическое обоснование методики расчета НДС кремниевых УЭ при действии силы, ускорения и давления. Задача решается на основе уравнений равновесия линейной теории упругости для статически приложенных сип

дОхх да^ у» /\

, дУуу доуг 1= 0 >

где а у- компоненты нормальных и касательных напряжений; - проекции вектора внешней нагрузки

- при действии ускорения = ±р£, гае р- плотность материала УЭ;

- при действии распределенного давления Рх,у,г' ~Р*,у,г'>

- при действии сосредоточенной силы Ро: ^ = Ро8(х — л)

с граничными условиями 1-ого рода в вариационной формулировке методом конечных элементов. В качестве конечного -элемента сетки выбран трехмерный симплекс-элемент.

Разработанная методика расчета позволяет:

- определить перемещения, деформации и напряжения различных конструкций УЭ датчиков механических величин с цепью выбора рационального конструктивного решения;

- моделировать конкурентоспособные сборочные операции УЭ (пайка, склеивание и сварка) с целью анализа их влияния на рабочую характерис-

тику УЭ;

- оптимизировать топологию тснзорсзистивной измерительной схемы;

- исследовать УЭ, выполненные из различных конструкционных материалов любой кристаллографической ориентации;

- анализировать влияние дефектов на рабочую характеристику УЭ.

В работе проведена оценка размеров области нелинейности при действии сосредоточенной силы, моделируемой 6-функцней Дирака, и определены границы и условия применимости линейной модели НДС УЭ.

На примере кремниевого торсиона тензорезистнвного датчика силы (рис. 1 а) в линейной области разработана уточненная модель НДС при действии сосредоточенной нагрузки. Установлено, что при действии силы кремниевый торсион испытывает сильные изгабные деформации и напря-Ш1Я (рис. 1 б). Чувствительность тензорезистивной схемы рассчитан-

ная на деформации кручения, составляет несколько единиц. Это свидетельствует о большой жесткости упругой перемычки и малом выходном сигнале.

Для решения проблемы величины выходного сигнала проведена оптимизация месторасположения измерительной схемы по критерию максимума угла закрутки упругой перемычки. С целью выбора перемычки заданной жесткости выполнен анализ влияния таких конструктивных параметров, как длина и форма поперечного сечения упругой перемычки, плечо силы. Расчеты показывают, что в случае увеличения длины упругой перемычки и плеча силы с одинаковым шагом жесткость торсиона соответственно уменьшается на 22 % и 29 %. Применение перемычек с У-образной канавкой приводит к увеличению жесткости подвеса.

Адекватность разработанной модели подтверждена соответствием хара-

ктера теоретической зависимости угла закрутки от нагрузки и соответствующей экспериментальной зависимости, полученной методом лазерной интерферометрии в реальном времени на базе интерферометра Майкельсона. В результате применения представленной в работе методики лазерно-интер-ференциоиного контроля конструктивно-технологаческих параметров кремниевых УЭ установлено влияние на жесткость подвеса таких факторов, как прогиб упругой перемычки, неплоскостность торсиона и наличие клеевого соединения.

В третьей главе рассмотрено теоретическое обоснование методики расчета НДС кремниевых УЭ, возникающего на этапах технологии. В качестве основной причины деградации физико-механических характеристик УЭ, образования дефектов приняты дислокации несоответствия. Рассмотрены причины возникновения и механизмы релаксации внутренних напряжений полупроводниковых (п/п) структур УЭ, дана характеристика качества исходных кремниевых подложек. Установлено, что задача повышения качества кремниевых УЭ решается не столько повышением структурной однородности исходного материала, сколько совершенствованием технологического процесса изготовления кремниевых УЭ.

В связи с этим разработана обобщенная ММ НДС кремниевых УЭ, возникающего на следующих основных этапах:

- термическое окисление кремния,

- формирование "стоп-слоя" и топологии тензорезистивной схемы методами термической диффузии или ионного легирования бором,

- травление окисного слоя и кремния.

Задача НДС п/п структур решается в полубесконечном приближении, силы межатомного взаимодействия представляют потенциальное поле си-

N

нусоидального характера. Кремниевый УЭ при этом моделируется в виде сложной композиции п/п и диэлектрических слоев на подложке исходного материала. Основным критерием качества технологического процесса изготовления кремниевых УЭ является несоответствие параметров решетки пленки и подложки, для оценки которого в работе используются следующие количественные показатели:

- величина реальных внутренних напряжений и деформаций

Ут <// Р / аурслл= С + би + бй ] = СуйБх,

где Е^- деформации п/п структуры, вызванные несоответствием термических коэффициентов линейного расширения пленки и подложки;

Бу- деформации п/п структуры, вызванные несоответствием параметров кристаллической решетки пленки и подложки; .

- деформации п/п структуры, вызванные наличием точечных дефектов подложки и пленки;

Сцхи- упругие постоянные материала подложки и пленки;

- линейная плотность дислокаций, генерируемых в процессе изготовления кремниевых УЭ

Сдг = -|<(1...9)101 1/см,

вде модуль вектора Бюргерса вдоль границы раздела пленка-подложка;

- величина критических напряжений

СкрХТреал.

На основании данного подхода к расчету внутренних напряжений разработана методика расчета НДС п/п структур на этапах технологии, позволяющая:

- варьировать температурными режимами получения кремниевых УЭ,

- моделировать структуры с различным сочетанием, составом и толщиной пленок;

- задавать уровень дефектности материала исходной подложки.

В результате расчета линейной плотности дислокаций, генерируемой на этапах технологического процесса изготовления кремниевых УЭ, установлено, что наибольший вклад в суммарное НДС п/п структур вносит процесс термического окисления кремния.

В связи с тем, что наибольшее количество дефектов образуется при росте пленки диоксида кремния, разработана уточненная модель НДС структуры &'-5г'02.

При моделировании НДС п/п система й'—представляет композицию поверхностного слоя кремниевой подложки с толщиной не более 8-10 мкм и пленки диоксида кремния, причем на первом этапе расчетов сделаны следующие допущения:

- материал исходной подложки содержит примеси кислорода, углерода и быстродиффундирующих металлов в концентрациях, характерных для метода Чохральского;

- свойства диокецца кремния описываются свойствами бездефектной пленки плавленного кварца.

В результате расчета получено распределение реальных и критических напряжений в направлении роста пленки и для плоскостей, перпендикулярных направлению роста пленки. Установлено, что в процессе термического окисления генерируется поперечная сетка дислокаций с линейной плотное-

тью -106 1/см. Пространственное распределение реальных и критических напряжений поверхности раздела структуры & - БЮг и поперечной плос-плоскости, полученные в результате расчета, представлены на рис. 2 (а, б).

На втором этапе моделирования НДС структуры 5/ - 5/02 получена теоретическая зависимость линейной плотности дислокаций от толщины пленки диоксида кремния, выполнен анализ температурных режимов термического окисления кремния и учтены дефекты и аморфное строение пленки диоксида кремния. Анализ результатов расчета показывает, что основной вклад в НДС системы 5« - БЮг вносят напряжения, обусловленные несоответствием параметров решетки пленки и подложки. На этом основании сделано заключение, что управляемым параметром качества кремниевых УЭ является несоответвие параметров решетки термического окисла и подложки.

В четвертой главе приведена методика получеши и обработки информации о НДС кремниевых УЭ, вызванное технологическим процессом их изготовления.

Количественная оценка несоответствия параметров кристаллической решетки, величины внутренних напряжений и деформаций материала УЭ проводилась методом рентгеноструктурного анализа. Съемка рентгеновских дифрахтограмм производилась на промышленной установке "Дрон-ЗМ", излучение С0ка с длиной волны X = 1,789 А на угле отражения плоскости (001) монокристаллического кремния, который соответствует 41-42 град. Регистрация дифрактограмм производится самописцем. Днфрактограмма отоженной кремниевой пластины, принятой за эталон, позволяет определить внутренние деформации и напряжения исследуемых УЭ.

С целью проверки адекватности разработанной ММ НДС структуры 5Юг с толщинами окисла до 1,2 мкм методом рентгеноструктурного анализа получена экспериментальная зависимость, несоответствия парамет-

ров решетки кремния на границе "пленка-подложка". Сравнение характера экспериментальной и соответствующей теоретической кривой свидетельствуют об адекватности разработанной модели.

Методом рештеноструктурного анализа проведен комплекс экспериментальных исследований влияния различных маршрутов технологии на НДС кремниевых УЭ. В случае размерного анизотропного травления кремния рассогласование решеток мало и определяется качеством исходных подложек. Однако способ требует селективный отбор пластин и не позволяет применять групповую технологию. Процессы групповой технологии с применением "стоп-слоя" характеризуются значительным несоответствием кристаллической решетки. Структуры с термической диффузией бора "стоп-слоя" более напряжены и характеризуются большим разбросом толщины упругого подвеса по сравнению со структурами ионнолегирован-ных "стоп-слоев". На этом основании установлено, что предпочтительным способом изготовления тонких упругих перемычек является анизотропное травление кремния с применением ионнолегированного "стоп-слоя".

Методом лазерной интерферометрии в реальном времени визуализированы дефекты типа "прогиб" мембраны тензорезистивного датчика давления и "закрутка" упругой перемычки торсиона.

На основе полученных теоретических и экспериментальных результатов в пятой главе диссертации исследована принципиальная возможность разработки способа изготовления п/п структур на основе кремния, обеспечивающего высокое качество и процент выхода годных УЭ, стабильность физико-механических свойств подвеса. В связи с этим выполнен патентный поиск и анализ существующих способов управления качеством кремниевых структур, обоснован выбор изовалентного легирования кремния.

Для решения задачи оптимизации технологического процесса изготов-

ления кремниевых УЭ исследованы модели п1а структур на основе кремния, состоящие аз подложки, диоксида кремния и переходною слоя кремния, содержащего одну из изовалентных примесей (ШЗП): германий, олово, св1шсц. В результате проведенных расчетов впервые получены теоретические зависимости линейной плотностн дислокаций Си на границе переходного слоя и пленки при легировании кремния ИВГ1 (рис. 3), анализ которых позволяет:

- осуществить выбор 1ШП кремния, вызывающий наибольший эффект понижения плотности дислокаций в приповерхностной области подложки и на границе раздела 5/ - 576>2!

- определить критическую концентрацию вводимой примеси;

- обосновать соотношение толщин дополнительного слоя, легированного МП, и слоя термически окисленного кремния.

Качество исследуемых структур оценивается по кршерню минимума линейной плотности дислокаций в направлении роста пленки Л'Ог и в перпендикулярном направлении. '

Установлено, что наибольший эффект снижения дислокаций достигается в случае примеси олова с концентрацией 3,5 % и свинца с концентрацией 2 % по отношению к кремнию. На основании полученных результатов подана заявка на полезную модель "Полупроводниковая структура на основе кремния" и предлагается способ изготовления кремниевых УЭ, включающий наращивание и легирование переходного слоя кремния ПВП свинца с концентрацией 1,5...2,2 %.

В приложении приведены программы и методики расчета НДС кремниевых УЭ, возникающего под действием внешних нагрузок и вызванное технологией изготовления кремниевых элементов, рентгеновские днфракто-граммы структуры >Я - £¿02 с различными толщинами окисла.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработана обобщенная ММ НДС кремниевых УЭ ИД силы, ускорения и давления. При ее разработке были поставлены и рещены научные задачи выбора и анализа конструктивных параметров УЭ, обеспечивающих заданную жесткость упругого подвеса.

2. Разработана уточненная ММ НДС кремниевого торсиона при действии сосредоточенной силы. Выполнена оптимизация месторасположения тензорезистивной измерительной схемы. Получены зависимости жесткосгных характеристик торсиона при изменении конструктивных параметров упругой перемычки.

3. Разработана методика экспериментальных исследований оценки различных конструкций кремниевых УЭ. Экспериментальные исследования кремниевого торсиона подтверждают адекватность теоретической модели.

4. Разработана обобщенная модель НДС кремниевых УЭ, возникающего на этапах технологии изготовления. При сс разработке были поставлены и решены задачи контроля внутренних напряжений и деформаций УЭ.

5. Разработана уточненная модель НДС структуры £1 -БЮг. Выявлены, управляемые параметры качества структуры и обоснована необходимость управления качеством кремниевых структур.

6. Разработана методика экспериментальных исследований оценки НДС кремниевых структур, возникающего на этапах технологии. Полученные экспериментальные результаты свидетельствуют об адекватности разработанных моделей.

7. Разработана научно-обоснованная методика управления качеством кремниевых УЭ на основе метода изовалентного легирования кремния примесями олова и свинца.

Основные результата диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Суминов В.М., Панфилова Е.Е., Смирнова Н.В. Исследование полупроводниковых чувствительных элементов различных конструкций методами лазерной интерферометрии.- Автоматизация и современные технологии, 1993, N 12, с. 21-23.

2. Суминов В.М., Панфилова Е.Е., Смирнова Н.В. Исследование чувствительных элементов полупроводниковых датчиков давления методами лазерной интерферометрии.- В кн.: Тез. докл. Российской НТК "Новые материалы и технологии машиностроения" (МГАТУ, 18-19 ноября 1993 г.). Москва, 1993, с. 25.

3. Суминов В.М., Панфилова Е.Е., Смирнова Н.В. Исследование чувствительных элементов полупроводниковых датчиков давления методами лазерной интерферометрии.- Автоматизация и современные технологии, 1994, N 1, с. 10-12.

4. Суминов В.М., Панфилова Е.Е., Смирнова Н.В. Исследование форм собственных колебаний резонирующих мембран частотных датчиков давления методами голографической интерферометрии.- Авиационная промышленность, 1994, N 3-4, с. 28-30.

5. Суминов В.М., Панфилова Е.Е., Смирнова Н.В. Исследование форм собственных колебашш дна цилиндрических резонаторов частотных датчиков давления методами голографической интерферометрии.- Авиационная промышленность, 1994, N 5-6, с. 72-74.

6. Суминов В.М., Могильная Т.Ю., Смирнова Н.В. Исследование упругих напряжений и деформаций кремниевых мембран полупроводниковых датчиков давления методом лазерной интерферометрии/ Межвузовский сб. научн. тр. "Автоматизация технологических процессов в машиностроении".- Волгоград, 1994, с. 152-155.

7. Смирнова Н.В. Исследование деформаций чувствительных элементов тсшорсзкепшных. акселерометров методом лазерной интерферометрии.- В кн.: Тез. докл. Российской НТК "Новые материалы и технолоти машиностроения " (МГАТУ, 3-4 ноября 1994). Москва, 1994, с. 28.

8. Суминов В.М., Смирнова Н.В. Моделирование поля перемещений чувствительных элементов интегральных тснзопреобразоватслсй.- Приборы и системы управления, 1995, N 12, с. 43-44.

9. Смирнова Н.В., Кудашкин E.H. Исследование воспроизводимости геометрических параметров кремниевых упругих элементов интегральных датчиков.- В кн.: Тез. докл. на Российскую НТК "Новые материалы и технологии машиностроения" (МГАТУ, 21-22 ноября 1995 г.). Москва, 1995, с. И.

10. Суминов В.М., Могильная Т.Ю., Смирнова Н.В. Полупроводниковая структура на основе кремния. Заявка на полезную модель. N 95102910 от 01.03.1995 г.

Соискатель

У 1П0]

□ 6,8

I [НО]

А-А г [001]

1 0,3

54,74° [110]

Хо - точка приложения сосредоточенной силы Ро, 1=2,0 - длина упругой перемычки, Ь=1,1 - плечо действия силы.

а)

б)

Рис. 1. Чувствительный элемент типа "торсион" тензорезистивного

датчика силы (а) и поле перемещении поверхности торсиона (б).

а)

Оуу реал

СТ^ц)

6)

Рис. 2. Поле распределения реальных и критических напряжений

структуры 5/ ~Я02 на границе раздела пленка-подложка (а) и плоскости, перпендикулярной направлению роста окисла (б).

Рис. 3. Теоретическая зависимость плотности дислокаций Сц на границе переходного слоя и пленки диоксида кремния от концентращш ИБП: германия (а), олова (б), свинца (в).