Известия высших учебных заведений. Электроника home

Технологические аспекты изготовления чувствительных элементов микромеханических датчиков удара

Раздел находится в стадии актуализации

При индикации ударных воздействий используются различные типы устройств - от разрушающих пломб до сложных инерционных систем. Возникает необходимость в разработке устройства, которое способно сигнализировать о превышении допустимого ускорения или о том, что груз был подвержен ударному воздействию. Примером такого устройства может быть датчик удара. В работе представлены разработанная оригинальная конструкция чувствительного элемента микромеханического датчика удара КМГ-1 и принцип его работы. В качестве материала для изготовления чувствительного элемента микромеханического датчика удара использована КНИ-структура с ориентацией рабочего слоя (111). Рассмотрены основные технологические операции изготовления прототипа микромеханического датчика удара с использованием Bosch-процесса и эвтектического сращивания. Определены параметры глубокого травления кремния. Подобраны процесс травления, уменьшающий эффект подтравливания готовых структур на границе разделения приборный слой - диэлектрик, а также параметры эвтектического сращивания кремниевых структур. Показано, что применение предлагаемого технологического процесса позволяет получать допуск на уровень срабатывания от 10 до 50 %. Разработанный микромеханический датчик удара КМГ-1 может использоваться для фиксации различных ударных воздействий при транспортировании груза.

Ключевые слова: микромеханический датчик удара, чувствительный элемент, кремний на изоляторе, глубокое травление кремния, эвтектическое соединение
Опубликовано в разделе: Микро- и наносистемная техника
Библиографическая ссылка: Технологические аспекты изготовления чувствительных элементов микромеханических датчиков удара / Е. С. Кочурина, А. И. Виноградов, Л. Р. Боев и др.// Изв. вузов. Электроника. 2024. Т. 29. № 1. С. 79–88. https://doi.org/10.24151/1561-5405-2024-29-1-79-88. – EDN: WKBHSJ.

Кочурина Елена Сергеевна
Национальный исследовательский университет «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1); ООО «Лаборатория микроприборов» (Россия, 124527, г. Москва, г. Зеленоград, Солнечная аллея, 6)

Виноградов Анатолий Иванович
Национальный исследовательский университет «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1); ООО «Лаборатория микроприборов» (Россия, 124527, г. Москва, г. Зеленоград, Солнечная аллея, 6)

Боев Леонид Романович
Национальный исследовательский университет «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1); ООО «Лаборатория микроприборов» (Россия, 124527, г. Москва, г. Зеленоград, Солнечная аллея, 6)

Зарянкин Николай Михайлович
Национальный исследовательский университет «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1); ООО «Лаборатория микроприборов» (Россия, 124527, г. Москва, г. Зеленоград, Солнечная аллея, 6)

Анчутин Степан Александрович
Национальный исследовательский университет «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1); ООО «Лаборатория микроприборов» (Россия, 124527, г. Москва, г. Зеленоград, Солнечная аллея, 6)

Дернов Илья Сергеевич
Национальный исследовательский университет «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1); ООО «Лаборатория микроприборов» (Россия, 124527, г. Москва, г. Зеленоград, Солнечная аллея, 6)

Тимошенков Алексей Сергеевич
Национальный исследовательский университет «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1); ООО «Лаборатория микроприборов» (Россия, 124527, г. Москва, г. Зеленоград, Солнечная аллея, 6)

Тимошенков Сергей Петрович
Национальный исследовательский университет «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1)

1. Особенности конструкции и технологии изготовления чувствительного элемента микроакселерометра / С. П. Тимошенков, В. В. Калугин, С. А. Анчутин и др. // Наноиндустрия. 2019. № S (89). С. 480-483. -. DOI: 10.22184/NanoRus.2019.12.89.480.483 EDN: ZHEYCT
Timoshenkov S. P., Kalugin V. V., Anchutin S. A., Zariankin N. M., Kochurina E. S. Features of designing and manufacturing a microaccelerometer sensing device. Nanoindustriya = Nanoindustry, 2019, no. S (89), pp. 480–483. (In Russian). https://doi.org/10.22184/NanoRus.2019.12.89.480.483

2. Готра З. Ю. Технология микроэлектронных устройств: справочник. М.: Радио и связь, 1991. 528 с.
Gotra Z.Yu. Technology of microelectronic devices, reference book. Moscow, Radio i svyaz’ Publ.,
1991. 528 p. (In Russian).

3. Скупов А. Анодная и непосредственная сварка пластин для микроэлектроники // Вектор высоких технологий. 2015. № 5 (18). С. 36-44.
Skupov A. Anodic and direct wafer bonding for microelectronics. Vektor vysokikh tekhnologiy, 2015,
no. 5 (18), pp. 36–44. (In Russian).

4. Разработка чувствительного элемента микромеханического акселерометра / Е. С. Кочурина, С. А. Анчутин, В. В. Калугин и др. // Изв. вузов. Электроника. 2022. Т. 27. № 1. С. 59-67. DOI: 10.24151/1561-5405-2022-27-1-59-67 EDN: JPSKAX
Kochurina E. S., Anchutin S. A., Kalugin V. V., Zaryankin N. M., Timoshenkov A. S., Dernov I. S.
Development of a sensitive element of a micromechanical accelerometer. Izv. vuzov. Elektronika = Proc. Univ. Electronics, 2022, vol. 27, no. 1, pp. 59–67. (In Russian). https://doi.org/10.24151/1561-5405-2022-27-1-59-67

5. Разработка и исследование МЭМС-акселерометра / Е. С. Кочурина, С. А. Анчутин, А. С. Мусаткин и др. // Наноиндустрия. 2022. Т. 15. № S8-1 (113). С. 235-238. -. DOI: 10.22184/1993-8578.2022.15.8s.235.238 EDN: NAVGJZ
Kochurina E. S., Anchutin S. A., Musatkin A. S., Dernov I. S., Timoshenkov A. S., Polushkin V. M.,
Timoshenkov S. P. Research and development of a MEMS-accelerometer. Nanoindustriya = Nanoindustry, 2022, vol. 15, no. S8-1 (113), pp. 235–238. (In Russian). https://doi.org/10.22184/1993-8578.2022.15.8s.235.238

6. Advanced time-multiplexed plasma etching of high aspect ratio silicon structures / M. A. Blauw, G. Craciun, W. G. Sloof et al. // J. Vac. Sci. Technol. B. 2002. Vol. 20. Iss. 6. P. 3106-3110. DOI: 10.1116/1.1518018

7. Оптимизация параметров процесса глубокого плазмохимического травления кремния для элементов МЭМС / А. И. Виноградов, Н. М. Зарянкин, Е. П. Прокопьев и др. // Изв. вузов. Электроника. 2010. № 2 (82). С. 3-9. EDN: LMCYJB
Vinogradov A. I., Zaryankin N. M., Prokopiev E. P., Timoshenkov S. P., Mikhailov Yu. A. Optimization
of parameters of plasmachemical process of silicon etching for MEMS elements. Izv. vuzov. Elektronika = Proc. Univ. Electronics, 2010, no. 2 (82), pp. 3–9. (In Russian).

8. Standing wave and skin effects in large-area, high-frequency capacitive discharges / M. A. Lieberman, J. P. Booth, Р. Chabert et al. // Plasma Sources Sci. Technol. 2002. Vol. 11. No. 3. P. 283-293. DOI: 10.1088/0963-0252/11/3/310 EDN: AYZSJN
Lieberman M. A., Booth J. P., Chabert Р., Rax J. M., Turner M. M. Standing wave and skin effects in
large-area, high-frequency capacitive discharges. Plasma Sources Sci. Technol., 2002, vol. 11, no. 3,
pp. 283–293. https://doi.org/10.1088/0963-0252/11/3/310

9. Берлин Е., Двинин С., Морозовский Н., Сейдман Л. Реактивное ионно-плазменное травление и осаждение. Установка "Каролина 15" // Электроника: наука, технология, бизнес. 2005. № 8. С. 78-80. EDN: NXTCSJ
Berlin E., Dvinin S., Morozovskiy N., Seydman L. Reactive ion-plasma etching and deposition. System
“Caroline 15”. Elektronika: nauka, tekhnologiya, biznes = Electronics: Science, Technology, Business, 2005, no. 8 (66), pp. 78–80. (In Russian).

10. Григорьев Ю. Н., Горобчук А. Г. Численная оптимизация плазмохимического реактора // Вычислительные технологии. 1997. Т. 2. № 6. С. 12-23. EDN: KYRBUR
Grigoryev Yu. N., Gorobchuk A. G. Numerical optimization of plasma-chemical etching reactor. Vychislitel’nye tekhnologii = Computational Technologies, 1997, vol. 2, no. 6, pp. 12–23. (In Russian).

Сведения о публикации

Загрузок: 0

УДК: 621.3.049.779:681.586
Тип публикации: Научная статья
DOI: 10.24151/1561-5405-2024-29-1-79-88
Идентификатор статьи в РИНЦ: WKBHSJ

Скачать: File not found (712.81 Кб) JATS XML