Введение
1 Состояние вопроса и задачи исследования. Обзор и сравнение методов улучшения характеристик чувствительных элементов для микроэлектронных датчиков давления информационно-измерительных систем 12
1.1. Конструктивные методы улучшения характеристик чувствительных элементов 16
1.1.1 Топологические методы 17
1.1.2 Схемотехнические методы 20
1.1.3 Компенсационный метод 23
1.2 Технологические методы улучшения характеристик чувствительных элементов микроэлектронных датчиков давления 25
1.2.1 Создание геттерных зон в объеме и на поверхности чувствительного элемента 26
1.2.2 Технологические тренировки 27
1.2.3 Формообразующее жидкостное травление 29
1.2.4 Модификация материалов чувствительных элементов 37
Выводы 42
2 Разработка конструктивных решений по улучшению характеристик чувствительных элементов микроэлектронных датчиков давления 43
2.1 Исследование конструктивных вариантов по улучшению характеристик чувствительных элементов микроэлектронных датчиков давления 43
2.2 Исследование влияния структуры чувствительного элемента на механические напряжения 51
2.3 Влияние геометрических размеров мезатензорезисторов на их тензочувствительность 58
2.4 Разработка методики расчета механических параметров разработанного чувствительного элемента 65
2.4.1 Анализ влияния нанослоев на изгибную жесткость чувствительного элемента 71
Выводы 76
Глава 3 Исследование и разработка технологических процессов изготовления чувствительных элементов для микроэлектронных датчиков давления 77
3.1 Анализ и совершенствование технологической операции разделения пластин на кристаллы 77
3.2 Разработка нового метода изготовления и разделения пластин на кристаллы 83
3.2.1 Плазмохимическое травление 87
3.2.2 Жидкостное изотропное травление 95
3.3 Анизотропное травление кремния в плоскости (100) как метод управления характеристиками чувствительного элемента микроэлектронных датчиков давления 103
3.3.1 Модификация топологии фотошаблона для повышения точности геометрии фигуры травления 106
3.3.2 Оптимизация режимов проведения операции анизотропного травления 116
Выводы 120
4 Экспериментальные исследования микроэлектронных датчиков давления для информационно-измерительных систем на основе разработанных чувствительных элементов 121
4.1 Экспериментальные исследования влияния геометрических размеров мезатензорезисторов на их тензочувствительность 121
4.2 Экспериментальные исследования по реализации метода разделения чувствительных элементов 123
4.2.1 Технологические эксперименты по плазмохимическому травлению кремния на различном технологическом оборудовании 125
4.2.2 Отработка режимов сквозного плазмохимического травления кремния 127
4.3 Экспериментальные исследования по реализации метода утонения 130
4.4 Экспериментальные исследования по формированию профилированной мембраны чувствительного элемента 132
4.5 Исследования экспериментальных образцов 133
4.5.1 Методика проведения экспериментов 133
4.5.2 Результаты исследований экспериментальных образцов микроэлектронных датчиков давления 137
4.6 Анализ результатов исследования 141
4.6.1 Определение температурных коэффициентов сопротивления тензорезисторов 141
4.6.2 Определение температурного ухода начального и максимального выходного сигнала 142
4.6.3 Измерение сопротивления изоляции, тока утечки 143
Выводы 145
Заключение 146
Перечень принятых сокращений 148
Библиографический список 149
Приложение
