автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Микроэлектронная технология изготовления тонкопленочных датчиков газов

На правах рукописи

ПРОСВИРИН Денис Борисович

МИКРОЭЛЕКТРОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ ДАТЧИКОВ ГАЗОВ

Специальность 05.27.01 - Твердотельная электроника,

радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж - 2005

Работа выполнена в Воронежском государственном техническом университете

Научный руководитель доктор физико-математических наук,

профессор Рембеза Станислав Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Петров Борис Константинович;

кандидат технических наук Удовик Анатолий Павлович

Ведущая организация ООО "Воронежский завод

полупроводниковых приборов - Сборка'

Защита состоится "27" декабря 2005г. в 14.00 часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 212.037.06 Воронежского государственного технического университета по адресу: 394026, г. Воронеж, Московский просп., 14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного технического университета.

Автореферат разослан "___" ноября 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Горлов М.И.

$№>6-4

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Для обеспечения безопасной жизнедеятельности персонала на химических, горнодобывающих, металлургических и других объектах, а также в быту и для проведения экологического мониторинга окружающей среды необходимо применение датчиков токсичных и взрывоопасных газов. Подобные устройства должны обеспечивать выборочную реакцию на определенные компоненты газовой среды, обладать высокой надежностью и воспроизводимостью результатов. Сенсорные элементы таких систем должны обладать максимально высокой чувствительностью, избирательностью, стабильностью свойств и технологичностью в производстве. В случае охранной и предупредительной сигнализации газовые датчики также должны обладать миниатюрностью для скрытности, низким энергопотреблением для увеличения срока автономности и устойчивостью к механическим воздействиям.

Наличие таких приборов, например датчиков утечки бытового газа, в каждом доме повышает безопасность жизни человека.

Среди всего многообразия газовых датчиков наиболее полно предъявленным требованиям удовлетворяют полупроводниковые датчики на основе широкозонных полупроводников, из которых 8п02 (диоксид олова) исторически наиболее популярен.

Один из первых промышленно изготовленных газовых датчиков был сконструирован и изготовлен японским ученым Тагучи (Та^сЬу) в 60-х годах прошлого века. Датчики этого типа изготавливаются по толстопленочной технологии. Главными недостатками данных конструкций в противовес простоте изготовления являются высокое энергопотребление, а также нетехнологичность в производстве.

Несмотря на то что подобные изделия до сих пор изготавливаются и находят применение, наиболее перспективными для использования являются датчики, изготовленные по микроэлектронной технологии. При этом за счет применения хорошо отработанных, высокотехнологичных процессов может достигаться массовость, стабильность и воспроизводимость параметров газовых датчиков (ГД), низкая себестоимость изделий.

В этой связи вопросы разработки микроэлектронной технологии изготовления полупроводникового ГД, обеспечения стабильности электрических и механических свойств элементов, входящих в конструкцию ГД, являются актуальными.

Цель работы. Разработка микроэлектронной технологии изготовления тонкопленочных датчиков газов, изготовление макетных образцов датчиков во взрывозащитном исполнении и проведение испытаний, подтверждающих оп-

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ

тимальность технологии их изготовления.

Для достижения поставленной цели в диссертации следовало решить следующие задачи:

1. Разработать технологию изготовления датчиков газа с металлизацией на основе различных материалов. Изготовить макетные образцы датчиков газа во взрывозащитном исполнении и исследовать их газочувствительные свойства.

2. Провести анализ и экспериментальные исследования тепловых потерь в конструкциях газовых датчиков. Определить вклад различных видов тепловых потоков в общие тепловые потери конструкции.

3. Исследовать устойчивость макетов датчиков газа к механическим воздействиям в соответствии с ГОСТ 20.57.406-81 "Изделия электронной техники, квантовой электроники и электротехнические. Методы испытаний".

4. Разработать испытательный стенд и провести исследования стабильности свойств элементов конструкции газовых датчиков под воздействием энергоциклов и в условиях длительной работы под нагрузкой.

Научная новизна.

1. Разработана технология изготовления датчиков газа с платиновой и нихро-мовой системами металлизации с использованием технологических операций производства СВЧ транзисторов и метода взрывной фотолитографии для нанесения сенсорной пленки БпОг.

2. Получены данные по газовой чувствительности макетных образцов газовых датчиков во взрывозащитном исполнении и тепловым потерям в газовых датчиках.

3. Показано, что применение специального компаунда для монтажа кристалла в корпус улучшает механическую прочность конструкции газового датчика, при этом практически не увеличивая тепловые потери.

4. Установлена длительность переходных тепловых процессов при импульсном режиме нагрева газовых датчиков. Показана высокая стабильность свойств элементов конструкции газового датчика с платиновой системой металлизации при длительной эксплуатации в импульсном и непрерывном режимах работы.

Практическая значимость.

1. Технология и маршрут изготовления кристалла газового датчика совместимы с маршрутом серийного производства СВЧ транзисторов.

2. Разработана технология сборки датчиков газа во взрывозащитном исполнении с использованием стандартного оборудования в корпуса интегральных схем, позволяющая снизить энергопотребление изделия и обеспечить устойчивость конструкции к механическим нагрузкам.

3. Проведены исследования устойчивости газовых датчиков к механическим

воздействиям и стабильности свойств элементов конструкции в реальных условиях эксплуатации. 4. Разработана электрическая схема и конструкция испытательного стенда для проведения испытаний макетных образцов датчиков газа на стабильность их параметров под воздействием энергоциклов и в условиях длительной работы под нагрузкой.

Положения, выносимые на защиту.

1. Технология изготовления газового датчика, адаптированная к технологии серийного производства СВЧ транзисторов и соответствующая требованиям взрывозащиты.

2. Газочувствительные свойства макетных образцов газовых датчиков.

3. Расчетные и экспериментальные данные по исследованию механизмов тепловых потерь при статическом и импульсном режимах электропитания.

4. Экспериментальные данные по исследованию устойчивости макетных образцов газовых датчиков к механическим воздействиям и стабильности свойств датчиков газа в реальных условиях эксплуатации.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и научно - технических семинарах: I Всероссийской конференции "Физико - химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах "ФАГРАН 2002" (Воронеж, 2002); IV Научно - технической конференции "Электроника и информатика 2002" (Москва, 2002); Научно - практической конференции Союза металловедческих обществ России "Новые функциональные материалы и экология" (Москва, 2002); XV Научно - технической конференции с участием зарубежных специалистов "Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления" (Москва, 2003); XVI Научно - технической конференции с участием зарубежных специалистов "Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления" (Москва, 2004); XXI Международной конференции "Релаксационные явления в твердых телах" (Воронеж, 2004).

Публикации. По материалам исследований опубликовано 13 работ.

В совместных работах автору принадлежит проведение и обработка результатов экспериментальных исследований, разработка технологических маршрутов изготовления газового датчика, разработка методик испытаний макетных образцов датчиков газа, выполнение теоретических расчетов.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения. Работа изложена на 123 страницах текста, включая 6 таблиц, 38 иллюстраций и список использованной литературы из 68 наименований.

Данная работа выполнялась по госбюджетной теме кафедры полупровод-

никовой электроники ВГТУ: ГБ 2001-34 "Изучение технологических и физических процессов в полупроводниковых материалах, структурах и приборах", а также в соответствии с программой гранта РФФИ 03-02-96453 "Моделирование процессов взаимодействия токсичных газов с нанокристаллическими пленками микроэлектронных сенсоров" и фанта Т0201.5-397 "Полупроводниковые оксидные пленки, нанокомпозиты для микроэлектронных датчиков газа".

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель работы и основные задачи исследований, перечислены основные положения, выносимые на защиту, показана научная новизна полученных результатов и их практическая значимость, приведены сведения об апробации результатов работы, публикациях, структуре и объеме диссертации.

Первая глава посвящена анализу современного состояния по вопросам конструктивного исполнения и технологии изготовления газовых датчиков.

Разрабатываемые конструкции газовых датчиков должны удовлетворять следующим критериям:

- быть технологичными в производстве;

- обладать малым энергопотреблением для увеличения срока автономности и миниатюрностью;

- иметь высокую механическую прочность для применения в составе аппаратуры;

- обладать стабильностью свойств, входящих в конструкцию материалов.

В настоящее время полупроводниковые датчики газов изготавливаются по керамической или толстопленочной технологии. Эти технологии не позволяют получать газовые датчики с воспроизводимыми параметрами, что важно для серийного производства. Все эти проблемы решаются при использовании тонкопленочной микроэлектронной технологии для изготовления газовых датчиков. При этом за счет применения стандартных, хорошо отработанных, высокотехнологичных процессов может достигаться массовость, стабильность и воспроизводимость параметров газовых датчиков, низкая себестоимость изде-пий.

Также показано, что в настоящее время мало внимания уделяется вопросам стабильности параметров материалов конструкции газового датчика. Но термическая стабильность элементов датчика газов: материала нагревателя, термометра, электродов и чувствительного слоя, является одним из важных факторов, так как в процессе работы чувствительный элемент датчика нагревается до 500 800 К. В связи с этим актуальным представляется изучение ста-

бильности свойств элементов конструкции газового датчика при высокотемпературных условиях работы.

По результатам анализа научно - технической и патентной литературы поставлены задачи для исследований и разработок.

Вторая глава посвящена разработке технологии изготовления микроэлектронных газовых датчиков во взрывозащищенном варианте и исследованию их газочувствительных свойств.

В работе рассматривалось две топологии кристалла ГД (рис. I), каждая из которых реализована на кристалле кремния размером 1x1 мм2 с изолирующим слоем вЮг, на поверхности которого методом магнетронного напыления последовательно сформированы нагревательные меандры сопротивлением 50-90 Ом, токосъемные контакты и газочувствительный слой 8п02.

Кристаллы газовых датчиков отличаются топологическим исполнением нагревательных меандров, токосъемных контактов и газочувствительного слоя. В зависимости от топологического исполнения, с целью получения заданного сопротивления нагревательного элемента, в качестве материала для токосъемных контактов и нагревательного меандра использовалась платина (Тип 1 на рис. 1) или N¡0 (50/50%) (Тип 2 на рис. 1) соответственно.

Рис. 1. Топология кристалла газового датчика: 1 - нагреватель/термосопротивление, 2 - вс1речно-штыревые электроды, 3 - газочувствительная пленка 8пОз, 4 - контактные площадки для приварки

проволочных выводов

В диссертации разработаны технологические маршруты изготовления кристаллов датчиков в микроэлектронном исполнении с платиновой и нихро-мовой системой металлизации с подробным описанием режимов всех технологических операций. На рис. 2 приведен технологический маршрут формирования кристалла с платиновой системой металлизации (на примере фрагмента А рис. 1) и отображены параметры основных операций.

Изо-

ш о

2)

у /

3)

--ы

термическое окисление ^510г)=0 5 мкм (Т=1100°С 1=60 мин)

напыление системы Т1-Р1 (<1(Т1)=0 2 мкм, й(Р1)=0.2 мкм) на установке магнетронного распыления "Оратория-5" напыление Т1-маски (ё(Т1)=0.35 мкм) на установке магнетронного распыления "Оратория-5"

нанесение фоторезиста ((1=1 0 мкм) методом центрифугирования

совмещение и экспонирование с помощью источника ультрафиолетового излучения проявление фоторезиста в 0 9% растворе КОН задубливание фоторезиста (плазменное и термическое)

травление "П-маски в травитсле НМО3(90мл) СН,СООН(260мл) НР(Юмл) удаление фоторезиста в кислородной плазме

10) ионно-лучевое травление И в аргонно - кислородной плазме

11) травление Т|-маски и подслоя Тх в смеси (ПАС) Н202:ЫН4ОН(7 1)

12) нанесение фоторезиста ФП 9120-1 («1=1.0 мкм) методом центрифугирования

13) совмещение и экспонирование с помощью источника улырафиолетовою излучения

14) проявление фоторезиста в 0.9% растворе КОН

15) задубливание фоторезиста (плазменное и термическое) (Операции 12-15 производятся последовательно два раза, с целью получения толщины фоторезиста ~ 2 мкм, необходимой для эфективного процесса "взрывной" фотолитографии)

16) напыление газочувствителыюю слоя (с1(5п0г)=0 5 мкм) на установке магнетронного распыления "Оратория-5" Мишень из олова 99,99% распылялась в вакууме в атмосфере 20% Аг и 80% 02,1=25 мин.

17) удаление фоторезиста "взрывная фотолитография" химически в 98% НЬЮ-, 1=5-8 мин

Рис. 2. Основные операции технологического маршрута изготовления кристаллов газовых датчиков с использованием в качестве контактной металлизации платины и метода "взрывной" фотолитографии

Формирование системы металлизации на основе платины требует создания адгезионного слоя титана и введения дополнительных операций для формирования требуемого рисунка по слою платины. Так как платина является химически стойким материалом, травление её производится ионно-лучевым методом через маску титана. Использование нихромовой системы металлизации упрощает технологический маршрут, так как нихром обладает хорошими адгезионными свойствами и легко поддается травлению.

Технологический маршрут изготовления кристалла газового датчика представляет собой последовательность адаптированных операций, используемых в производстве СВЧ транзисторов с включением дополнительных технологических процессов по формированию газочувствительного слоя на основе ЭпОг, и применение метода взрывной фотолитографии. Для повышения процента выхода годных изделий все технологические операции были опробованы и отработаны. В частности, для повышения эффективности взрывной фотолитографии была экспериментально определена оптимальная толщина фоторезиста и способ его формирования. Толщина составила 2 мкм, способ нанесения -проведение фотолитографических операций (нанесение фоторезиста, совмещение, экспонирование, проявление, задубливание) последовательно два раза. При этом второй слой фоторезиста задубливался не полностью (поддубливал-ся). Поддубливание необходимо для того, чтобы повысить эффективность удаления фоторезиста на последующих технологических операциях.

Разрабатываемые технологии должны обеспечивать длительную и безотказную работу всех элементов конструкции газового датчика при его эксплуатации в воздушной среде в широком диапазоне температур (500 -г- 800 К).

Разрез кристаллов газовых датчиков (фрагмента А на рис. 1) с указанием толщин слоев представлен на рис.3.

При разработке технологических маршрутов сборки кристаллов в корпус учитывались следующие критерии:

- Конструкция газового датчика должна обладать малыми тепловыми потерями, выполнение этого требования напрямую зависит от выбранного способа повышения теплового сопротивления между кристаллом газового датчика и окружающими элементами конструкции.

- Кристалл должен быть надежно закреплен в корпусе и удовлетворять требованиям по устойчивости к механическим воздействиям, предъявляемым к микроэлектронным изделиям.

С учётом двух этих основных требований разработаны два технологических маршрута сборки кристаллов газовых датчиков в корпуса. Первый способ заключался в том, что монтаж кристалла в корпус осуществлялся сублимационным клеем КС-4 таким образом, что после приварки выводов и нагревания до

450 К клей испарялся и кристалл оставался в подвешенном состоянии на проволочных выводах, окруженный воздухом, и не имел непосредственного соприкосновения с корпусом. В другом случае для повышения механической прочности монтажа кристалл непосредственно крепился к корпусу при помощи особого компаунда, в составе которого имеется жидкое стекло. После специальной обработки компаунд вспенивался и приобретал твердость и малую теплопроводность. В качестве внутренних выводов от нагревателя и токосъемных контактов использовалась алюминиевая проволока АК-0.9.

(1(80 = 380 ±10 мкм <1(8Ю2) = 0.5 ± 0.05 мкм <1(Т0 = 0.2 ±0.02 мкм ¿(РО = 0.2 ± 0.02 мкм «1(8п02) = 0.5 ±0.1 мкм 1)

Рис. 3. Разрез кристалла датчика газа:

<1(81) = 380 ±10 мкм с1(8Ю2) = 0.5 ± 0.05 мкм «НМСг) = 0.2 ± 0.02 мкм <1(8п02)= 0.5 ±0.1 мкм

2)

система металлизации на основе пла-

тины (Тип 1), 2 - система металлизации на основе нихрома (Тип 2)

Для создания конструкции газового датчика, удовлетворяющей требования по безопасности и взрывозащищенности, корпус ГД закрывался металлической сеткой тканевого типа с полотняным видом плетения и размером ячейки в свету 0.064x0.064 мм (ТУ 14-4-167-91). Приварка сетки осуществлялась на полуавтомате герметизации микросхем контактной роликовой сваркой ПГРС-1М.

Общая схема размещения кристалла датчика в корпусе в разрезе представлена на рис. 4.

2 - алюминиевые выводы; 3 - керамическое дно корпуса; 4 - выводы корпуса; 5 - защитная сетка; 6 - теплоизолирующий слой

Для подтверждения работоспособности исследуемых конструкций газовых датчиков в работе проводились измерения их газочувствительных свойств. Газовая чувствительность контролировалась по величине относительного изменения сопротивления сенсорной пленки на воздухе (Ив) к сопротивлению пленки в атмосфере контролируемого газа (Иг): = Яв / Яг. Экспериментально определена температура максимальной чувствительности газовых датчиков к парам этилового спирта. На рис. 5а приведена температурная зависимость газовой чувствительности Sg пленок Яп02 на воздухе при концентрации паров этилового спирта 5000 ррш.

«I 3 |

• I

° 2!

о

300 400 500 600 700 800 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Т.К С.РР«»»

а) б)

Рис.5. Зависимости чувствительности газовых датчиков к парам этилового спирта: а) от температуры (при 5000 ррш); б) от концентрации паров (при 630 К)

Исследована зависимость чувствительности пленок впСЬ от концентрации паров этилового спирта в воздухе в интервале концентраций от 200 ррш до 5000 рргп при температуре максимальной чувствительности пленок 3п02 (рис. 56).

В третьей главе проведен анализ и экспериментальное исследование те-мовых потерь, исследована устойчивость различных конструкций газовых датчиков к механическим воздействиям. ^ При проектировании газового датчика нужно стремиться снизить его

энергопотребление, так как низкое энергопотребление позволяет увеличить срок автономной работы ГД, что очень важно при применении в случаях ох* ранной и предупредительной сигнализации.

При работе газового датчика часть потребляемой энергии в виде тепловых потоков передается окружающей среде. Характеристики тепловых потоков зависят от большого количества разнообразных факторов, которые можно разделить на факторы, зависящие от взаимного расположения элементов конструкции и от теплофизических свойств входящих в конструкцию материалов.

Схема размещения кристалла датчика в корпусе для проведения анализа

тепловых характеристик представлена на рис. 4.

Отвод тепла от кристалла, изолированного от теплоотвода воздушной прослойкой, осуществляется за счет излучения, конвекции с поверхности кристалла и теплопроводности проволочных выводов. В диссертации была произведена оценка вклада каждой составляющей в отвод тепла от кристалла ГД. Показано, что основной отвод тепла от кристалла газового датчика осуществляется через проволочные контактные выводы.

Для проведения сравнительного анализа между теоретическими оценками тепловых потерь и реальными потерями тепла в конструкции газового датчика были проведены исследования структуры датчика с кристаллом, висящим на алюминиевых выводах 0 35 мкм, и с кристаллом, закрепленным на компаунде с выводами того же диаметра.

Измерение температуры поверхности кристалла датчика бесконтактным способом осуществлялось с использованием прибора для определения температуры микроскопических объектов по их инфракрасному излучению ИК-микропирометра типа 14КИ1-001, который имеет следующие характеристики: диаметр контролируемой области - 50 мкм, диапазон измерений 323-523 К, точность измерения +1 К. Данный метод измерения хорош тем, что не вносит возмущений в образующуюся картину распределения тепла, является неразрушающим и позволяет с высокой точностью определить температуру поверхности кристалла, так как в процессе измерения определяется излучательная способность образца. Экспериментальные данные по исследованию тепловых потерь представлены на рис. 6.

| *

1 I

200

Подводимая мощность Р, мВт

Рис. 6. Зависимость температуры поверхности кристалла газового датчика от подводимой мощности. Варианты монтажа: 1 - свободно висящий кристалл на выводах 0 35 мкм (расчетные данные); 2 - свободно висящий кристалл на выводах 0 35 мкм (экспериментальные данные); 3 - кристалл, прикрепленный с помощью специального компаунда, с проволочными выводами 0 35 мкм

Зависимости на рис. 6 позволяют сделать вывод, что теоретические оценки тепловых потерь в конструкции датчика достаточно удовлетворительно соотносятся с экспериментальными данными. Разница в величине рассеиваемой мощности может быть следствием упрощенности оценок тепловых потерь. Также приведенные зависимости показывают, что применение специального компаунда для приклейки кристалла к корпусу не приводит к существенному увеличению тепловых потерь по сравнению с традиционной конструкцией датчика с кристаллом, подвешенным на проволочных выводах.

Для изучения возможности использования импульсного нагрева газового датчика исследовались переходные процессы при включении-выключении греющей мощности. Измерение температуры поверхности кристалла датчика осуществлялось при помощи ИК-тепловизора ТегшаСАМ С60, который имеет следующие характеристики: размер контролируемой области - 100x100 мкм2, диапазон измерений 253-1773 К, точность измерения ± 0,1 К. Переходные процессы остывания-нагрева для кристаллов датчиков с различными вариантами монтажа кристалла в корпус представлены на рис. 7.

Время, с

Рис. 7. Процессы остывания-нагрева для кристаллов датчиков с различными вариантами монтажа кристалла в корпус: 1 - с выводами 0 35 мкм, кристалл закреплен на компаунде; 2-е выводами 0 35 мкм, кристалл окружен воздухом

Экспериментальные зависимости на рис. 7 были аппроксимированы формулами (1) и (2), представляющими собой суперпозицию двух процессов с экспоненциальным законом изменения. Формула (1) описывает процессы остывания, (2) процессы нагрева.

T0(t) - al+el- exp(-t/ т1 )+cl • exp(-t/ т2) (I)

T„(t) = а2+в2-[7-exp(-t/ тЗ)]+с2- [/-exp(-t/ г4)] (2)

В диссертации определены коэффициенты и постоянные времени процессов нагрева-остывания. Процессы нагрева и остывания содержат быструю и медленную составляющие. Быстрая составляющая переходных процессов может быть связана с быстрым нагревом (остыванием) собственно кристалла датчика, так как его объем и теплоемкость малы по сравнению со всем прибором. Медленную составляющую можно объяснить взаимодействием кристалла и остальной массы конструкции датчика, когда намного более теплоемкий метал-локерамический корпус либо медленно нагревается, отбирая часть тепла от кристалла через проволочные выводы, либо медленно остывает, подпитывая кристалл тепловой энергией.

Если проанализировать данные на рис. 7, то видно, что переходные процессы для датчиков, кристаллы которых смонтированы с использованием проволочных выводов 035 мкм, очень близки, вне зависимости от того, был ли использован при монтаже вспененный компаунд или кристалл окружен воздухом. Это свидетельствует о малой теплопроводности вспененного компаунда.

Для использования в составе микроэлектронной аппаратуры необходимо иметь сведения об устойчивости датчиков газа к механическим воздействиям.

Для проведения соответствующих испытаний было подготовлено 6 групп газовых датчиков. Датчики топологий типа 1 и типа 2 (рис. 1) монтировались в корпус тремя способами: с воздушной изоляцией кристалла от корпуса и выводами диаметром 35 и 80 мкм; с изоляцией компаундом и выводами диаметром 35 мкм. Были проведены испытания на устойчивость к:

- вибрационному воздействию в диапазоне частот 50-2000 Гц с ускорением 20 g, временем цикла качания 15 мин., полным временем воздействия 3 часа;

- воздействию одиночных ударов многократного действия с пиковым ударным ускорением 150 g и числом ударов 2000 шт.;

- воздействию однократных ударов с пиковыми ударными ускорениями 500, 1000,1500 § и числом ударов при каждом ускорении 5 шт.

Воздействия на конструкции проводились в двух взаимно перпендикулярных направлениях, тем самым полная продолжительность испытаний увеличивалась в два раза.

Экспериментальные данные по исследованию устойчивости датчиков газа к механическим воздействиям показали, что наиболее надежными являются конструкции с использованием специального вспененного компаунда с проволочными выводами диаметром 35 мкм и конструкций с кристаллом, подвешенным на проволочных выводах диаметром 80 мкм.

Для использования в составе микроэлектронной аппаратуры наиболее пригодны конструкции с использованием компаунда и выводами диаметром 35 мкм, так как эти газовые датчики обладают меньшими потерями тепла и удов-

летворяют требованиям по устойчивости к механическим воздействиям, предъявляемым к микроэлектронной аппаратуре.

Четвертая глава посвящена исследованию стабильности элементов конструкции газового датчика в реальных эксплуатационных режимах. В рамках исследований разработан стенд для проведения испытаний датчиков газа на воздействие энергоциклов и длительных условий работы под нагрузкой.

В газовых датчиках при непрерывном режиме работы энергопотребление может достигать нескольких ватт. Более экономичен режим импульсного нагрева, который к тому же позволяет получать дополнительную информацию об '¡зменении состава окружающей атмосферы по характеру временной зависимости релаксации сопротивления датчика при выключении питания. Для реализации такого режима необходимо иметь информацию о динамических теплофи-зических параметрах датчика.

В диссертации проведены исследования стабильности свойств элементов конструкции газовых датчиков под воздействием энергоциклов и в условиях длительной работы под нагрузкой.

Режимы испытаний датчиков газа на воздействие энергоциклов устанавливались следующими:

- греющая мощность выбиралась такой, чтобы на поверхности кристалла обеспечить усредненное значение температур максимальной чувствительности датчика к газам (600 К);

- время циклов включения и выключения определялось по зависимостям температуры поверхности кристалла газового датчика от времени нагрева-остывания. Время выключенного состояния устанавливалось равным 2 сек. Данного временного интервала достаточно для остывания кристалла газового датчика с 600 К до уровня 0,8 температурного интервала остывания - 360 К. Аналогично выбиралось время включения (нагрева), которое составило 1 сек. Но для проведения испытаний время включения греющей мощности было увеличено до 2 сек. Увеличение времени основано на необходимости проведения замеров параметров газового датчика за данный временной интервал.

Для испытаний датчиков при длительной работе под нагрузкой величина греющей мощности устанавливалась такой же, как и при энергоциклах.

Разработанный испытательный стенд позволяет осуществлять в автоматическом режиме испытания газовых датчиков при заданных режимах.

Экспериментальные данные по исследованию стабильности свойств элементов конструкции газового датчика при длительной эксплуатации в импульсном и непрерывном режимах работы показали, что наибольшей стабиль-юстью свойств обладают конструкции с кристаллом, имеющим металлизацию

на основе платины. Газовые датчики с И системой металлизации сохраняю-: стабильными свои параметры после 400 ООО энергоциклов включения выключения греющей мощности (рис. 8).

100

J

к

.

в о

6 С 40 & х с ¡2

Я 8. 20

г

О 40

100000 200000 300000 400000 Количество циклов вкп-выкп

Рис. 8. Зависимости изменения сопротивления 5 платиновых резисторов от количества циклов включения-выключения

Газовые датчики с металлизацией на основе N¡0 перед началом использования должны проходить дополнительные испытания для определения предельного времени эксплуатации.

После 400 часов непрерывной работы также не происходит деградации параметров металлизации на основе платины. Для долговременной работы в составе аппаратуры предпочтительно использовать газовые датчики с платиновой системой металлизации.

В диссертации получены следующие научно-технические результаты:

1. Разработана технология изготовления датчиков газа с платиновой и ни-хромовой металлизацией с использованием стандартных технологических операций производства СВЧ транзисторов и метода взрывной фотолитографии для нанесения сенсорной пленки ЭпОг. Экспериментально апробированы и отработаны все этапы технологического маршрута изготовления датчиков газа. Изготовлены макетные образцы датчиков газа во взрывозащитном исполнении и исследованы их газочувствительные свойства.

2. Проведен анализ тепловых потоков в конструкции газового датчика. Основной отвод тепла от кристалла газового датчика осуществляется через проволочные контактные выводы. Экспериментально исследованы тепловые потери при статическом и импульсном режимах электропитания. Показано, что применение специального компаунда для приклейки кристалла к корпусу не

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

приводит к существенному увеличению тепловых потерь по сравнению с традиционной конструкцией датчика с кристаллом, подвешенным на проволочных выводах.

3. Проведены исследования различных конструктивных исполнений газовых датчиков на устойчивость к вибрационному воздействию, воздействию одиночных ударов многократного действия и однократных ударов. Показано, что для использования в составе микроэлектронной аппаратуры предпочтительно применение конструкции с наклейкой кристалла на специальный компаунд и проволочными выводами диаметром 35 мкм, так как эти конструкции обладают требуемой механической прочностью.

4. Проведен анализ длительности переходных тепловых процессов при -■мпульсном режиме нагрева газовых датчиков. На основании полученных данных обоснован выбор режимов проведения испытаний газовых датчиков. Разработан и изготовлен испытательный стенд для исследования стабильности свойств элементов конструкции газовых датчиков под воздействием энергоциклов и в условиях длительной работы под нагрузкой. Проведены исследования стабильности свойств элементов конструкции газового датчика. Установлено, что наибольшей стабильностью свойств обладают конструкции с кристаллом, имеющим металлизацию на основе платины.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Влияние термообработок на элементы конструкции микроэлектронных датчиков газов / С.И. Рембеза, Д.Б. Просвирин, О.Г. Викин, Г.А. Викин, Г}.А. Буслов И Электроника и информатика - 2002: Тез. докл. IV Междунар. на-уч.-техн. конф. М.: МИЭТ, 2002. С. 344-345.

2. Применение нихрома для формирования металлизации датчиков газов на основе 8пОг I С.И. Рембеза, Д.Б. Просвирин, О.Г. Викин, Г.А. Викин, В.А. Буслов // Новые функциональные материалы и экология: Науч.-практ. конф. Союза материаловедческих обществ России. М., 2002. С. 124-126.

3. Применение нихрома для формирования металлизации датчиков газов на основе 8пОг / В.А. Буслов, Г.А. Викин, О.Г. Викин, Д.Б. Просвирин // Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах ФАГРАН - 2002: Материалы I Всерос. конф. Воронеж, 2002. С. 183-184.

4. Технологические схемы изготовления микроэлектронных датчиков '-азов / С.И. Рембеза, Д.Б. Просвирин, О.Г. Викин, Г.А. Викин, В.А. Буслов // Электроника и информатика - 2002: Тез. докл. IV Междунар. науч.-техн. конф. М.: МИЭТ, 2002. С. 342-343.

5. Технологические схемы изготовления микроэлектронных датчиков газов / С.И. Рембеза, Д.Б. Просвирин, О.Г. Викин, В.А. Буслов // Твердотельная

электроника и микроэлектроника: Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2003. С. 110-115.

6. Исследование распределения температуры по кристаллу полупроводникового газового сенсора / С.И. Рембеза, Д.Б. Просвирин, О.Г. Викин, Г.А. Викин, В.А. Буслов // Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления: Сб. материалов XV науч.-техн. конф. с участием зарубежных специалистов; Под ред. проф. В.Н. Азарова. М.: МГИЭМ, 2003. С. 80-82.

7. Конструктивные особенности и теплофизические свойства микроэлектронных датчиков газа / С.И. Рембеза, О.Г. Викин, Д.Б. Просвирин, Г.А. Викин, В.А. Буслов // Твердотельная электроника и микроэлектроника: Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2003. С. 116-125.

8. Особенности конструкции и технологии изготовления тонкопленочных металлоксидных интегральных сенсоров газов / С.И. Рембеза, Д.Б. Просвирин, О.Г. Викин, Г.А. Викин, В.А. Буслов, Д.Ю. Куликов // Сенсор. 2004. №1. С. 20-28.

9. Исследование способов уменьшения рассеиваемой мощности кристаллом полупроводникового газового сенсора / С.И. Рембеза, Д.Б. Просвирин, Д.Ю. Куликов, О.Г. Викин, Г.А. Викин, В.А. Буслов И Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления: Сб. материалов XVI науч.-техн. конф. с участием зарубежных специалистов; Под ред. проф.

B.Н. Азарова. М.: МГИЭМ, 2004. С. 100-101.

10. Тепловые переходные процессы в конструкции газовых сенсоров /

C.И. Рембеза, Д.Б. Просвирин, Д.Ю. Куликов, О.Г. Викин, Г.А.Викин, В.А. Буслов // Релаксационные явления в твердых телах: Тез. докл. XXI Междунар. конф. Воронеж, 2004. С. 53.

11. Технология получения тонких пленок SnO„ / С.И. Рембеза, Н.П. Буты-рин, Д.Ю. Куликов, Д.Б. Просвирин // Твердотельная электроника и микроэлектроника: Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2005. С. 76 - 81.

12. Тепловые переходные процессы в газовых сенсорах / С.И. Рембеза, Д.Б. Просвирин, О.Г. Викин, Г.А. Викин, В.А. Буслов, Д.Ю. Куликов // Сенсор. 2005. №1. С. 49-54.

13. Исследование долговременной стабильности параметров датчиков газов при воздействии электрической нагрузки / Д.Б. Просвирин, С.И. Рембеза, В.А. Буслов, Г.А. Викин, О.Г. Викин, Д.Ю. Куликов // Твердотельная электроника и микроэлектроника: Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2005. С. 109-114.

Подписано в печать 22.11.05. Формат 60x84/16. Бумага для множительных аппаратов.

Усл. печ. л. 1,0. Тираж 90 экз. Заказ № ^ Воронежский государственный технический университет 394026 Воронеж, Московский просп., 14

V 23608

РНБ Русский фонд

2006-4 27089

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ТВЕРДОТЕЛЬНЫЕ ДАТЧИКИ ГАЗОВ.

1.1. Общие требования к конструкциям датчиков газов.

1.2. Конструкции толстопленочных датчиков газов.

1.3. Конструкции тонкопленочных датчиков газов.

1.4. Технологические способы получения пленок диоксида олова.

1.4.1. Окисление слоев металлического олова.

1.4.2. Гидролиз растворов хлорного олова.

1.4.3. Метод магнетронного напыления.

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 1.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ ГАЗОЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ СВОЙСТВ ГАЗОВЫХ ДАТЧИКОВ.

2.1. Конструкции кристаллов газовых датчиков.

2.2. Технологические маршруты изготовления кристаллов газовых датчиков.

2.3. Технологические маршруты сборки кристаллов газовых датчиков в корпуса.!.

2.4. Термообработка и газочувствительные свойства пленок Sn02 в составе газовых датчиков.

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 2.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И УСТОЙЧИВОСТИ КОНСТРУКЦИЙ ГАЗОВЫХ ДАТЧИКОВ К МЕХАНИЧЕСКИМ ВОЗДЕЙСТВИЯМ.

3.1. Тепловые характеристики элементов датчика.

3.2. Анализ распределения тепловых потоков в конструкции датчика.

3.2.1. Излучение.

3.2.2. Конвекция.

3.2.2. Теплопередача.

3.3. Экспериментальное определение тепловых потерь в конструкции газового датчика.

3.3.1. Статический режим электропитания (нагрева).

3.3.2. Импульсный режим электропитания (нагрева).

3.4. Устойчивость к механическим воздействиям различных конструкций газовых датчиков.

3.4.1. Объекты и методика исследования устойчивости к механическим воздействиям конструкции газовых датчиков.

3.4.2. Вибрационное воздействие.

3.4.3. Воздействие одиночных ударов многократного действия и однократных ударов.

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 3.

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ СТАБИЛЬНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ ГАЗОВОГО ДАТЧИКА.

4.1. Испытательный стенд для исследования стабильности свойств элементов конструкции датчиков газа под воздействием энергоциклов.

4.2. Режимы испытаний датчиков газа.

4.3. Результаты исследования стабильности свойств элементов конструкции датчиков газа при импульсном режиме работы.

4.4. Результаты исследования стабильности свойств элементов конструкции датчиков газа при непрерывном режиме работы.

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 4.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

Актуальность темы

Для обеспечения безопасной жизнедеятельности персонала на химических, горнодобывающих, металлургических и других объектах, а также в быту и для проведения экологического мониторинга окружающей среды необходимо применение датчиков токсичных и взрывоопасных газов. Подобные устройства должны обеспечивать выборочную реакцию на определенные компоненты газовой среды, обладать высокой надежностью и воспроизводимостью результатов. Сенсорные элементы таких систем должны обладать максимально высокой чувствительностью, избирательностью, стабильностью свойств и технологичностью в производстве. В случае охранной и предупредительной сигнализации газовые датчики также должны обладать миниатюрностью для скрытности, низким энергопотреблением для увеличения срока автономности и устойчивостью к механическим воздействиям.

Наличие таких приборов, например датчиков утечки бытового газа, в каждом доме повышает безопасность жизни человека.

Среди всего многообразия газовых датчиков наиболее полно предъявленным требованиям удовлетворяют полупроводниковые датчики на основе широкозонных полупроводников, из которых Sn02 (диоксид олова) исторически наиболее популярен.

Один из первых промышленно изготовленных газовых датчиков был сконструирован и изготовлен японским ученым Тагучи (Taguchy) в 60-х годах прошлого века. Датчики этого типа изготавливаются по толстопленочной технологии. Главными недостатками данных конструкций в противовес простоте изготовления являются высокое энергопотребление, а также нетехнологичность в производстве.

Несмотря на то что подобные изделия до сих пор изготавливаются и находят применение, наиболее перспективными для использования являются датчики, изготовленные по микроэлектронной технологии. При этом за счет применения хорошо отработанных, высокотехнологичных процессов может достигаться массовость, стабильность и воспроизводимость параметров газовых датчиков (ГД), низкая себестоимость изделий.

В этой связи вопросы разработки микроэлектронной технологии изготовления полупроводникового ГД, обеспечения стабильности электрических и механических свойств элементов, входящих в конструкцию ГД, являются актуальными. Цель работы

Разработка микроэлектронной технологии изготовления тонкопленочных датчиков газов, изготовление макетных образцов датчиков во взрывозащитном исполнении и проведение испытаний, подтверждающих оптимальность технологии их изготовления.

Для достижения поставленной цели в диссертации следовало решить следующие задачи:

1. Разработать технологию изготовления датчиков газа с металлизацией на основе различных материалов. Изготовить макетные образцы датчиков газа во взрывозащитном исполнении и исследовать их газочувствительные свойства.

2. Провести анализ и экспериментальные исследования тепловых потерь в конструкциях газовых датчиков. Определить вклад различных видов тепловых потоков в общие тепловые потери конструкции.

3. Исследовать устойчивость макетов датчиков газа к механическим воздействиям в соответствии с ГОСТ 20.57.406-81 "Изделия электронной техники, квантовой электроники и электротехнические. Методы испытаний".

4. Разработать испытательный стенд и провести исследования стабильности свойств элементов конструкции газовых датчиков под воздействием энергоциклов и в условиях длительной работы под нагрузкой.

Научная новизна

1. Разработана технология изготовления датчиков газа с платиновой и нихромовой системами металлизации с использованием технологических операций производства СВЧ транзисторов и метода взрывной фотолитографии для нанесения сенсорной пленки Sn02.

2. Получены данные по газовой чувствительности макетных образцов газовых датчиков во взрывозащитном исполнении и тепловым потерям в газовых датчиках.

3. Показано, что применение специального компаунда для монтажа кристалла в корпус улучшает механическую прочность конструкции газового датчика, при этом практически не увеличивая тепловые потери.

4. Установлена длительность переходных тепловых процессов при импульсном режиме нагрева газовых датчиков. Показана высокая стабильность свойств элементов конструкции газового датчика с платиновой системой металлизации при длительной эксплуатации в импульсном и непрерывном режимах работы.

Практическая значимость

1. Технология и маршрут изготовления кристалла газового датчика совместимы с маршрутом серийного производства СВЧ транзисторов.

2. Разработана технология сборки датчиков газа во взрывозащитном исполнении с использованием стандартного оборудования в корпуса интегральных схем, позволяющая снизить энергопотребление изделия и обеспечить устойчивость конструкции к механическим нагрузкам.

3. Проведены исследования устойчивости газовых датчиков к механическим воздействиям и стабильности свойств элементов конструкции в реальных условиях эксплуатации.

4. Разработана электрическая схема и конструкция испытательного стенда для проведения испытаний макетных образцов датчиков газа на стабильность их параметров под воздействием энергоциклов и в условиях длительной работы под нагрузкой.

Положения, выносимые на защиту

1. Технология изготовления газового датчика, адаптированная к технологии серийного производства СВЧ транзисторов и соответствующая требованиям взрывозащиты.

2. Газочувствительные свойства макетных образцов газовых датчиков.

3. Расчетные и экспериментальные данные по исследованию механизмов тепловых потерь при статическом и импульсном режимах электропитания.

4. Экспериментальные данные по исследованию устойчивости макетных образцов газовых датчиков к механическим воздействиям и стабильности свойств датчиков газа в реальных условиях эксплуатации.

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и научно - технических семинарах: I Всероссийской конференции "Физико - химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах "ФАГРАН 2002" (Воронеж, 2002); IV Научно - технической конференции "Электроника и информатика 2002" (Москва, 2002); Научно - практической конференции Союза металловедческих обществ России "Новые функциональные материалы и экология" (Москва, 2002); XV Научно - технической конференции с участием зарубежных специалистов "Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления" (Москва, 2003); XVI Научно - технической конференции с участием зарубежных специалистов "Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления" (Москва, 2004); XXI Международной конференции "Релаксационные явления в твердых телах" (Воронеж, 2004).

Публикации

По материалам исследований опубликовано 13 работ.

В совместных работах автору принадлежит проведение и обработка результатов экспериментальных исследований, разработка технологических маршрутов изготовления газового датчика, разработка методик испытаний макетных образцов датчиков газа, выполнение теоретических расчетов.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения. Работа изложена на 123 страницах текста, включая 6 таблиц, 38 иллюстраций и список использованной литературы из 68 наименований.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В диссертации получены следующие научно-технические результаты:

1. Разработана технология изготовления датчиков газа с платиновой и нихромовой металлизацией с использованием стандартных технологических операций производства СВЧ транзисторов и метода взрывной фотолитографии для нанесения сенсорной пленки Sn02. Экспериментально апробированы и отработаны все этапы технологического маршрута изготовления датчиков газа. Изготовлены макетные образцы датчиков газа во взрывозащитном исполнении и исследованы их газочувствительные свойства.

2. Проведен анализ тепловых потоков в конструкции газового датчика. Основной отвод тепла от кристалла газового датчика осуществляется через проволочные контактные выводы. Экспериментально исследованы тепловые потери при статическом и импульсном режимах электропитания. Показано, что применение специального компаунда для приклейки кристалла к корпусу не приводит к существенному увеличению тепловых потерь по сравнению с традиционной конструкцией датчика с кристаллом, подвешенным на проволочных выводах.

3. Проведены исследования различных конструктивных исполнений газовых датчиков на устойчивость к вибрационному воздействию, воздействию одиночных ударов многократного действия и однократных ударов. Показано, что для использования в составе микроэлектронной аппаратуры предпочтительно применение конструкции с наклейкой кристалла на специальный компаунд и проволочными выводами диаметром 35 мкм, так как эти конструкции обладают требуемой механической прочностью.

4. Проведен анализ длительности переходных тепловых процессов при импульсном режиме нагрева газовых датчиков. На основании полученных данных обоснован выбор режимов проведения испытаний газовых датчиков. Разработан и изготовлен испытательный стенд для исследования стабильности свойств элементов конструкции газовых датчиков под воздействием энергоциклов и в условиях длительной работы под нагрузкой. Проведены исследования стабильности свойств элементов конструкции газового датчика. Установлено, что наибольшей стабильностью свойств обладают конструкции с кристаллом, имеющим металлизацию на основе платины.

1. Бутурлин А.И., Габузян Т.А., Голованов Н.А. Газочувствительные датчики на основе металлоксидных полупроводников // Зарубежная электронная техника №10, 1983, стр. 3-39.

2. Виглеб Г. Датчики. М.: Мир, 1989, 196 с.

3. Simon I., BaArsan N., Bauer M., Weimar U. Micromachined metal oxide gas sensors: opportunities to improve sensor performance // Sensors and Actuators В 73 (2001) p. 1-26.

4. R. Taguchi. Japanese Patent 45-38200 (1992).

5. Dong Hyun Kim, Ji Young Yoon, Нее Chan Park, Kwang Ho Kim. CO2 -sensing characteristics of Sn02 thick film by coating lanthanum oxide //

6. Sensors and Actuators В 62 (2000) p.61-66.th6. 153 Meeting of the Electrochemical Society Seatle, Washington, 1978, Abstr. N 37.

7. Моррисон С.P. Химическая физика поверхности твердого тела.-М.: Мир, 1982.-583 с.

8. Полупроводниковые сенсоры в физико-химических исследованиях Мясников И.А., Сухарев В.Я., Куприянов Л.Ю., Завьялов С.А.-М.: Наука, 1991-327с.

9. Solid State Gas Sensors / Edit. P.S. Mosley, B.S. Tofield // Bristol. 1994.

10. Астафьева Л.В., Скорняков Г.П. Установка для получения пленок двуокиси олова // ПТЭ.-1980.- №5.- С.235 237.

11. Popova L.I., Michailov M.G., Georguiev V.K. Structure and morpholo of thin SnCb films // Thin Solid Films.- 1990.- Vol. 186.- P. 107 112.

12. Astie S., Gue A.M., Scheid E., Guillement J.P. Design of a low power Sn02 gas sensor integrated on silicon oxynitride membrane // Sensors and Actuators В 67 (2000) p.84-88.

13. Gotz A., Gratia I., Plaza J.A., Cane C., Roetsch P., Bottner H., Seibert K. A novel methodology for the manufacturability of robust CMOSsemiconductor gas sensor arrays // Sensors and Actuators В 77 (2001) p.395-400.

14. Kim C.K., Choi S.M., Noh I.H., Lee J.H., Hong C., Chae H.B., Jang G.E., Park H.D. A study on thin gas sensor based on SnC>2 prepared by pulsed laser deposition method // Sensors and Actuators В 77 (2001) p.463-467.

15. Gardner J., Pike A., N. de Rooji, Koudelka-Hep M., Clerc P., Hierlemann A., Gopel W. Integrated array sensor for detecting organic solvents // Sensors and Actuators В 26/27 (1995) p. 135-139.

16. Lee D., Chung W., Choi M., Back J. Low-power micro gas sensor // Sensors and Actuators В 33 (1996) p.147-150.

17. Maccagnani P., Don L., Negrini P. Thermo-insulated microstructures based on thick porous silicon membranes, in: Proceedings of the 13th European Conference on Solid-State Transducers, The Hague, The Netherlands, 1215 September 1999, p.817-820.

18. Becker Th., Ahlers S., Bosch-v.Braunmuhl Chr., Muller G., Kiesewetter O. Gas sensing properties of thin- and nhick-film tin-oxide materials // Sensors and Actuators В 77 (2001) p.55-61.

19. Briand D., Krauss A., B. van der Schoot, Weimar U., Barsan N., Gopel W., N.F. de Rooij Design and fabrication of high-temperature micro-hotplates for drop-coated gas sensors // Sensors and Actuators В 68 (2000) p.223-233.

20. Dusco C., Va zsonyi E., Adam M., Szabo I., Barsony I., Gardeniers J., A. van den Berg Porons silicon hulk micromachining for thermally isolated membrane formation // Sensors and Actuators A 60 (1997) p.235-239.

21. Semancik S., Cavicchi R.E., Wheeler M.C., Tiffany J.E., Poirier G.E., Walton R.M., Suehle J.S., Panchapakesan В., DeVoe D.L. Microhotplate platforms for chemical sensor research // Sensors and Actuators В 77 2001, p.579-591.

22. Sheng L., Tang Z., Wu J., Clian P., Sin J. A low-power CMOS compatible integrated gas sensor using maskless tin oxide sputtering // Sensors and Actuators В 49 1998, p.81-87.

23. Philip C.H. Chan, Gui-zhen Yan, Lie-yi Sheng, Rajnish K. Sharma, Zhenan Tang, Johnny K.O. Sin, I-Ming Hsing, Yangyuan Wang An integrated gas sensor technology using surface micro-machining // Sensors and Actuators В 82 2002, p.277-283.

24. Chung W., Shim C., Choi S., Lee D. Tin oxide microsensor for LPG monitoring // Sensors and Actuators В 20 (1994) p. 139-143.

25. Storm U., Bartels O., Binder J. A resistive gas sensor with elimination and utilization of parasitic electric fields // Sensors and Actuators В 77 2001, p.529-533.

26. Иоффе А.Ф. Сообщение о научно-технических работах в республике Катализ. Л.: НХТИ, 1930. - 53 с.

27. Киселев В.Ф. Поверхностные явления в полупроводниках и диэлектриках. М: Наука, 1970. - 399 с.

28. Hille P., Strack H. A heated membrane for a capacitive gas sensor // Sensors and Actuators A 32 (1992) p.321-325.

29. Gotz A., Gracia I., Cane C., Lora-Tamayo E. Thermal and mechanical aspects for designing micromachined low-power gas sensors // J. Micromech. Microeng. 7 (1997) p.247-249.

30. Tuller H., Mlcak. R. Photo-assisted silicon micromachining: opportunities for chemical sensing // Sensors and Actuators В 35/36 (1996) p.255-261.

31. Saul C., Zemel J. Diode-based microfabricated hot-plate sensor // Sensors and Actuators A 65 (1998) p. 128-135.

32. Панкратов Е.М., Рюмин В.П., Щелкина Н.П. Технология полупроводниковых слоев двуокиси олова М.: Энергия, 1969 — 56 с.

33. Stoev I., Khol D. An integrated gas sensor on silicon substrate with sensitive layer of SnOx // ISPPME 6th International School on Physical Problems in Microelectronics 1989 - P.482 - 489.

34. Onyiat A.I., Okeket C.B. Fabrication and characterisation of tin oxide Sn02 thin films using simple glass spray systems // Appl. Phys 1989 - Vol.22.— P.1515- 1517.

35. Минайцев B.M. Нанесение пленок в вакууме.-М.: Высш. шк., 1989 — 110 е.: ил.

36. Технология СБИС / Под ред. С.Зи.-М.: Мир, 1986М53 с.

37. Данилин Б.С., Сырчин В.К. Магнетронные распылительные системы.-М.: Радио и связь, 1982.-72 с.

38. Рембеза С.И., Буслов В.А., Рембеза Е.С., Викин О.Г., Викин Г.А. Твердотельный интегральный датчик газов / Патент РФ № 2257567 от 27.07.2005 г.

39. Harold Sobol // Applications of Integrated Circuit Technology of the IEEEE, (1971) N8 p.59.

40. Влияние термообработок на элементы конструкции микроэлектронных датчиков газов / С.И. Рембеза, Д.Б. Просвирин, О.Г. Викин, Г.А. Викин, В.А. Буслов // Электроника и информатика -2002: Тез. докл. IV междунар. науч.-техн. конф. М.: МИЭТ, 2002. С. 344-345.

41. Ефимов И.Е., Козырь И.Я., Горбунов Ю.И. //Микроэлектроника М.:1. Высшая школа, с. 172 187.

42. Технологические схемы изготовления микроэлектронных датчиков газов / С.И. Рембеза, Д.Б. Просвирин, О.Г. Викин, Г.А. Викин, В.А. Буслов // Электроника и информатика 2002: Тез. докл. IV Междунар. науч.-техн. конф. М.: МИЭТ, 2002. С. 342-343.

43. Технологические схемы изготовления микроэлектронных датчиков газов / С.И. Рембеза, Д.Б. Просвирин, О.Г. Викин, В.А. Буслов // Твердотельная электроника и микроэлектроника: Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2003. С. 110-115.

44. Особенности конструкции и технологии изготовления тонкопленочных металлоксидных интегральных сенсоров газов / С.И. Рембеза, Д.Б. Просвирин, О.Г. Викин, Г.А. Викин, В.А. Буслов, Д.Ю. Куликов // Сенсор. 2004. №1, С. 20-28.

45. Технология тонких пленок (справочник). Под ред. JT. Майссела, Р. Глэнга. Нью-Йорк, 1970. Пер с англ. под ред. М.И. Елинсона, Г.Г. Смолко, Т.2. М., "Сов. радио", 1977, 768 с.

46. Технология тонких и толстых пленок / Рейсман А., Роуза К. — М.: Мир, 1972.- 175 с.

47. Данилин Б.С., Сырчин В.К. Магнетронные распылительные системы. М.: Радио и связь, 1982.-72 с.

48. Пленочная технология. Под ред. JT. Холлэнда. Пер. с англ. под ред. М.И. Елинсона. М., "Мир", 1968. - 367 с.

49. Джоветт Ч.Е. Технология тонких и толстых пленок для микроэлектроники // Пер. с англ. М.: "Металлургия". 1980. 112 с.

50. Технология получения тонких пленок SnOx / С.И. Рембеза, Н.П. Бутырин, Д.Ю. Куликов, Д.Б. Просвирин // Твердотельная электроника и микроэлектроника: Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2005. С. 76-81.

51. ГОСТ Р 51330.1-99 (МЭК 60079-1-98) ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ВЗРЫВОЗАЩШЦЕННОЕ. Часть 1. Взрывозащита вида "взрывонепроницаемая оболочка".

52. ГОСТ 6613-86 "Сетки проволочные тканые с квадратными ячейками. Технические условия".

53. Охотин А.С., Боровикова Р.П., Нечаева Т.В., Пушкарский А.С. Теплопроводность твердых тел // Справочник, Под ред. А.С. Охотина. М., Энергоатомиздат, 1984. 320 с.

54. Таблицы физических величин // Справочник, Под ред. акад. И. К. Кикиона. М., Атомиздат, 1976, 1008 с.

55. Закс Д.И. Параметры теплового режима полупроводниковых микросхем. М.: Радио и связь, 1983. 128 с.

56. Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел. М.: Наука, 1964.

57. Захаров А.Л., Асвадурова Е.И. Расчет тепловых параметров полупроводниковых приборов: Метод эквивалентов. М.: Радио и связь, 1983.- 184с.

58. Тепловые переходные процессы в газовых сенсорах / С.И. Рембеза, Д.Б. Просвирин, О.Г. Викин, Г.А. Викин, В.А. Буслов, Д.Ю. Куликов // Сенсор. 2005. №1. С. 49-54.

59. Тепловые переходные процессы в конструкции газовых сенсоров / С.И. Рембеза, Д.Б. Просвирин, Д.Ю. Куликов, О.Г. Викин, Г.А.Викин, В.А. Буслов // Релаксационные явления в твердых телах: Тез. докл. XXI Междунар. конф. Воронеж, 2004. С. 53.

60. ГОСТ 20.57.406-81 "Изделия электронной техники, квантовой электроники и электротехнические. Методы испытаний".

61. Методы измерения параметров полупроводниковых приборов, ГНТИ, пер. с англ. под ред. М.И. Иглицына, Москва, 1961, 264 с.