Методы формирования объемных микроструктур устройств микроэлектроники и микросистемной техники космического назначения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.27.01, кандидат наук Ануров Алексей Евгеньевич

• Ануров Алексей Евгеньевич
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Ануров Алексей Евгеньевич

Введение

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ УСТРОЙСТВ МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ И МИКРОСИСТЕМНОЙ ТЕХНИКИ, ИЗГОТОВЛЕННЫХ С ПРИМЕНЕНИЕМ ОБЪЕМНЫХ МИКРОСТРУКТУР, МЕТОДОВ ФОРМИРОВАНИЯ ОБЪЕМНЫХ МИКРОСТРУКТУР И ИХ ХАРАКТЕРИСТИК, МАСОК ДЛЯ ИХ ФОРМИРОВАНИЯ, ТЕХНОЛОГИЙ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТИПОВЫХ УСТРОЙСТВ НА ИХ ОСНОВЕ

1.1 Анализ конструкций устройств микроэлектроники и микросистемной техники, изготовленных с применением объемных микроструктур

1.2 Анализ методов изготовления объемных микроструктур, их характеристик и масок, применяемых для их формирования

1.3 Классификация объемных микроструктур

1.4 Анализ технологий изготовления и характеристик типовых устройств на основе объемных микроструктур

1.5 Конструктивные и физико-технологические ограничения при формировании объемных микроструктур силовых транзисторов с вертикальным затвором (СТВЗ), микроструктурных многослойных экранно-вакуумных изоляций космических аппаратов (КА) и БГШ-фильтров

Выводы по главе

ГЛАВА 2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ОБЪЕМНЫХ МИКРОСТРУКТУР СИЛОВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ С ВЕРТИКАЛЬНЫМ ЗАТВОРОМ, МИКРОСТРУКТУРНЫХ МНОГОСЛОЙНЫХ ЭКРАННО-ВАКУУМНЫХ

ИЗОЛЯЦИЙ КА, СКВОЗНЫХ МЕТАЛЛИЗИРОВАННЫХ МИКРООТВЕРСТИЙ БШ-ФИЛЬТРОВ И МАСОК В ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБЪЕМНЫХ

МИКРОСТРУКТУР

2.1 Объекты исследования

2.1.1 Объекты исследования объемных микроструктур в кремнии силовых транзисторов с вертикальным затвором

2.1.2 Объекты исследования объемных микроструктур в кремнии и полиимиде микроструктурных многослойных экранно-вакуумных изоляций КА

2.1.3 Объекты исследования сквозных металлизированных микроотверстий фильтров

2.1.4 Объекты исследования маски в технологии изготовления объемных

микроструктур

2.2 Методы исследования

Выводы по главе

ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ КОНСТРУКЦИИ И МЕТОДОВ ФОРМИРОВАНИЯ ОБЪЕМНЫХ МИКРОСТРУКТУР

3.1 Моделирование конструкции силового транзистора с вертикальным затвором

3.2 Результаты исследования формирования объемных микроструктур в кремнии силовых транзисторов с вертикальным затвором

3.3 Результаты исследования формирования объемных микроструктур в кремнии и полиимиде микроструктурных многослойных экранно-вакуумных изоляций КА

3.4 Результаты исследования формирования сквозных металлизированных микроотверстий БГШ-фильтров

3.5 Результаты исследования метода формирования пленки нитрида кремния в технологии изготовления объемных микроструктур

Выводы по главе

ГЛАВА 4 УСТРОЙСТВА МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ И МИКРОСИСТЕМНОЙ ТЕХНИКИ, ИЗГОТОВЛЕННЫЕ ПО ТЕХНОЛОГИИ НА ОСНОВЕ ОБЪЕМНЫХ МИКРОСТРУКТУР

4.1 Силовой транзистор с вертикальным затвором

4.2 Микроструктурная многослойная экранно-вакуумная изоляция КА

4.3 БШ-фильтр

4.4 Показатели технического уровня формирования объемных микроструктур и разработанных на их основе устройств МЭ и МСТ

4.5 Влияние технологических факторов на параметры устройств МЭ и МСТ

Выводы по главе

Заключение

Сокращения и условные обозначения

Список литературы

Приложение А. Акты об использовании результатов диссертационной работы

Приложение Б. Результаты испытаний образцов электроуправляемой ЭВИКА по

определению физико-механических свойств

Приложение В. Результаты испытаний электроуправляемой ЭВИКА по определению теплофизических характеристик

Введение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методы формирования объемных микроструктур устройств микроэлектроники и микросистемной техники космического назначения»

Актуальность темы исследования

Применение устройств микроэлектроники (МЭ) и микросистемной техники (МСТ) в космосе предъявляет к ним повышенные требования в части расширенного температурного диапазона применения, использования материалов, слабочувствительных к дестабилизирующим факторам космического пространства (ДФКП) и т.д., что, в свою очередь, требует разработки новых или совершенствования существующих конструкций и методов их изготовления. Формирование функциональных элементов устройств МЭ и МСТ в объеме подложки позволяет существенно повысить стойкость устройств к ДФКП, а применение усовершенствованных материалов и конструктивных решений - расширить температурный диапазон. Изготовление устройств микроэлектроники и микросистемной техники космического назначения (далее - устройства МЭ и МСТ) по технологии объемной микрообработки, в частности, создание объемных высокоаспектных микроструктур заданного профиля в кремнии, полиимидных (ПИ) слоях и других материалах, требует широкого использования методов плазмохимического травления (ПХТ), таких как плазменное травление, реактивное ионное травление (РИТ), травление в индуктивно-связанной плазме (ИСП) и т.д. Широкое применение получили технологии травления в реакторах ИСП с использованием Bosch, Pseudo Bosch и крио-процессов. Из технологий высокоанизотропного плазмохимического травления объемных микроструктур в кремнии наибольшее распространение получили Bosch и Pseudo Bosch-процессы, широко исследованные Зихао Оуянг из Университета Иллинойс, США. В Российской Федерации больших успехов в исследованиях технологий ПХТ достиг коллектив Ярославского Филиала ФГБУН Физико-технологического института РАН (д.ф-м.н. Амиров И.И.). Кроме того, большое значение при формировании устройств МЭ и МСТ придается выбору материала для диэлектрической изоляции, в качестве диффузионного барьера и маски в технологии LOCOS. Для этих целей наиболее подходящими являются пленки низкотемпературного нитрида кремния, подробно исследованные Энцо Каролло в STMicroelectronics (Швейцария) и Micron Technology Inc. (США). Основными устройствами МЭ и МСТ, при изготовлении которых применяется Bosch-процесс, являются микроструктурные экранно-вакуумные изоляции космических аппаратов (ЭВИКА), датчики давления, клапаны, маятники и SIW-фильтры (СВЧ фильтры, изготавливаемые по технологии интегрированного в подложку волновода). Pseudo Bosch-процесс используется для формирования объемных микроструктур с гладкими стенками в технологиях щелевой изоляции, при изготовлении силовых транзисторов с вертикальным затвором (СТВЗ), конденсаторов и микросхем. Изготовление разнородных устройств МЭ и МСТ с применением

объемных микроструктур, таких как полупроводниковый СТВЗ, микросистемная ЭВИКА и СВЧ SIW-фильтр, требует разработки методов формирования вертикальных канавок в кремнии шириной 0,8-2 мкм и глубиной 1,5-6,5 мкм, вертикальных отверстий и канавок в кремнии и полиимиде глубиной 10-20 мкм, сквозных высокоаспектных микроотверстий в кремниевых пластинах диаметром до 250 мкм и глубиной более 380 мкм с фасками на входе и выходе микроотверстия. При выборе материала для диэлектрической изоляции, в качестве диффузионного барьера и маски в технологии LOCOS возникает задача разработки технологии формирования малодефектной пленки нитрида кремния на кремнии при температуре процесса не выше 200 °С с высоким напряжением пробоя и минимальными остаточными сжимающими напряжениями. Отсутствие методов высокоанизотропного плазмохимического травления объемных микроструктур в кремнии, полиимиде и метода формирования низкотемпературного малодефектного нитрида кремния не позволяет внедрить в России в серийное производство СТВЗ, ЭВИКА и SIW-фильтры космического назначения.

Таким образом, актуальна разработка конструкций и технологий изготовления новых устройств МЭ и МСТ космического назначения путем совершенствования методов плазмохимического травления объемных высокоаспектных микроструктур в кремнии, полиимиде и осаждения пленок нитрида кремния.

Цель и задачи работы

Целью работы являются исследование и разработка технологии формирования объемных микроструктур для микросистемной техники космического назначения.

Задачами работы являются:

- выявление конструктивных и физико-технологических ограничений при формировании объемных микроструктур силового транзистора с вертикальным затвором, экранно-вакуумной изоляции КА и SIW-фильтра, проведение приборно-технологического моделирования конструкции силового транзистора;

- исследование и разработка плазменных методов формирования объемных микроструктур для создания силовых транзисторов с вертикальным затвором, экранно-вакуумных изоляций КА и SIW-фильтров;

- исследование и разработка технологии плазмохимического осаждения малодефектных пленок нитрида кремния;

- разработка новых конструкций и маршрутов изготовления силового транзистора с вертикальным затвором, экранно-вакуумной изоляции КА и SIW-фильтра.

Научная новизна

1. Показано, что предварительная обработка поверхности кремниевой подложки в азотной плазме перед низкотемпературным (менее 200 °С) осаждением нитрида кремния позволяет сформировать на границе «кремний - нитрид кремния» переходной слой толщиной от 2 до 6 нм, что приводит к снижению дефектности пленки нитрида кремния и обеспечивает требуемую величину адгезии слоев.

2. С использованием приборно-технологического моделирования проведено исследование зависимости величины порогового напряжения МОП-транзистора с вертикальным затвором, изолированным термическим окислом, от глубины р-п перехода «исток-карман» и толщины подзатворного диэлектрика. Установлено, что оптимальная глубина р-п перехода «исток-карман» составляет 1-1,2 мкм при толщине подзатворного диэлектрика 60±10 нм.

3. Исследованы условия появления по1сЫп§-эффекта при анизотропной стадии реактивного ионного травления (РИТ) волноводов SIW-фильтра с диаметром микроотверстий 150-250 мкм. Установлено, что формирование фаски на нижней кромке микроотверстия происходит при использовании пленки полиимида толщиной > 3 мкм, нанесенной на обратную сторону кремниевой пластины, а время перетрава при выбранном режиме анизотропного РИТ составляет не менее 3,5-4 минут. Использование предложенной технологии позволяет снизить вероятность отказов, связанных с обрывом металлизации на кромках волноводов, и уменьшить переходное сопротивление металлизации до 1*10- Ом.

4. Предложена новая конструкция микроструктурной экранно-вакуумной изоляции космических аппаратов (КА), состоящая из микропрофилированной кремниевой подложки, теплоотражающих металлических микропластин, позволяющая защитить от резких перепадов температуры всю неиспользуемую поверхность нано/пико спутника и снизить на 15-20 % скорость изменения температуры поверхности КА.

Теоретическая и практическая значимость работы

1. Предложены конструкции устройств космического назначения:

- силового транзистора с вертикальным затвором, включающего канавки, покрытые подзатворным диэлектриком толщиной 60 нм, заполненные поликремнием, легированным фосфором до предела растворимости и верхней изоляции из диоксида кремния толщиной 0,81,0 мкм;

- экранно-вакуумной изоляции КА, состоящей из микропрофилированной кремниевой подложки, теплоизоляционных канавок в кремнии и ПИ, металлических

микропластин для создания вакуумного зазора величиной 10-20 мкм и сферических спейсеров диаметром 40 мкм для создания многослойной конструкции;

- SIW-фильтра, состоящего из сквозных металлизированных микроотверстий диаметром 150-250 мкм с фасками на входе и выходе микроотверстий.

2. Разработаны технологии изготовления:

- силового транзистора с вертикальным затвором, с использованием методов самосовмещения (низкотемпературный нитрид кремния) и перекрестного совмещения в процессах фотолитографии;

- микроструктурной экранно-вакуумной изоляции КА с увеличенными в 1,33 раза габаритными размерами кристалла и повышенным в 1,25 раза коэффициентом заполнения по сравнению с известными аналогами;

- SIW-фильтра со сквозными металлизированными микроотверстиями в кремниевой подложке с положительным клином травления на входе и выходе микроотверстий за счет применения полиимидного покрытия в качестве «стоп - слоя».

3. Впервые определены закономерности влияния технологических факторов на параметры силового транзистора с вертикальным затвором, экранно-вакуумной изоляции КА и SIW-фильтра.

Методы исследования

Для решения поставленных задач в работе использовались методы оптической, электронной и атомно-силовой микроскопии, стилусной профилометрии, энергодисперсионной спектрометрии, спектральной эллипсометрии и электрографии.

Положения, выносимые на защиту

На защиту выносятся:

1. Метод формирования малодефектных пленок нитрида кремния для диэлектрической изоляции, в качестве диффузионного барьера и маски в технологии LOCOS, обеспечивающий получение новых устройств МЭ и МСТ космического назначения за счет управления переходным слоем на межфазной границе кремний-нитрид кремния.

2. Метод управления углом наклона стенки канавки силового транзистора с вертикальным затвором в диапазоне от 82° до 92° путем варьирования мощности ВЧ смещения Pseudo Bosch-процесса от 10 до 100 Вт.

3. Метод управления глубиной и углом наклона клина травления в микроотверстии SIW-фильтра с использованием в качестве «стоп-слоя» полиимидного покрытия, позволяющий изготавливать фильтры с вносимыми потерями <2,0 дБ.

4. Конструкция микроструктурной многослойной экранно-вакуумной изоляции КА, состоящая из теплоотражающих элементов в виде массива прямоугольных микропластин, позволяющая снизить скорость изменения температуры поверхности КА на 15-20 %.

Достоверность полученных результатов подтверждается положительными результатами проведенных экспериментальных исследований, использованием разработанных конструкций, технологий и методов изготовления устройств МЭ и МСТ космического назначения в АО «Российские космические системы», а также актами об использовании результатов работы.

Результаты диссертационной работы (приведены в приложении А) использованы:

1. В работах АО «Российские космические системы» (г. Москва) при выполнении государственного контракта № 754-К757/14/393 от 17.12.14 г. с Федеральным космическим агентством по ОКР «Разработка технологий изготовления радиационно-стойких микромодулей для блоков бортовой аппаратуры РКТ», шифр темы «Микромодуль» и в СЧ ОКР, посвященной разработке технологии изготовления МЭМС-фильтров.

2. В работах ООО «Базовые технологии» (г. Москва) при выполнении прикладных научных исследований по лоту шифр 2016-14-579-0009 по теме «Разработка радиочастотного микроэлектромеханического переключателя емкостного типа для применений в перспективных космических системах».

3. В работах Отраслевого центра проектирования и изготовления СБИС АО «Российские космические системы» (г. Москва) при выполнении государственного контракта № 754-Т395/09 от 12.05.09 г. с Федеральным космическим агентством по ОКР «Разработка технологических процессов проектирования специализированных СФ-блоков для РЭА РКТ на основе единой среды «комплекс - аппаратура - компоненты», разработка технологических процессов изготовления РЭА с использованием ЭРИ смешанной комплектации, разработка технологических процессов изготовления электроуправляемых микрооптоэлектромеханических систем с изменяемым коэффициентом отражения, разработка методов и средств тестирования СФ-блоков и СБИС», шифр темы «МЭМС».

4. При подготовке инженеров по специальности 210201 кафедрой «Конструирование, технология и производство радиоэлектронных средств» Московского авиационного института (национального исследовательского университета) (г. Москва) по дисциплине «Интегральные устройства радиоэлектроники».

Апробация работы. Результаты работы докладывались на научно-технических конференциях (НТК):

- НТК ученых «Информационные технологии и радиоэлектронные системы», посвященная 100-летию профессора Б. Ф. Высоцкого, 24 апреля 2009 г., г. Москва, Московский авиационный институт, 2009 г.;

- Вторая Всероссийская НТК «Актуальные проблемы ракетно-космического приборостроения и информационных технологий», посвященная 100-летию со дня рождения М. С. Рязанского, 2-4 июня 2009 года, г. Москва, ФГУП «РНИИ КП», 2009 г.;

- Седьмая НТК «Микротехнологии в авиации и космонавтике», 16-17 сентября 2009 г., г. Москва, ФГУП «РНИИ КП», 2009 г.;

- Восьмая НТК «Микротехнологии в космосе», 6-8 октября 2010 г., г. Москва, ФГУП «РНИИ КП», 2010 г.;

- НТК студентов и молодых ученых МАИ «Инновации в авиации и космонавтике», 26-30 апреля 2011 г., г. Москва, Московский авиационный институт, 2011 г.;

- Третья Международная научно-практическая конференция «Научно-техническое творчество молодежи - путь к обществу, основанному на знаниях», 28 июня-1 июля 2011 г., г. Москва, ГОУ ВПО «МГСУ», 2011 г.;

- Международная НТК «ттМАТГС -2011», 14-17 ноября 2011 г., г. Москва, МГТУ МИРЭА - ИРЭ РАН, 2011 г.;

- Московская молодёжная научно-практическая конференция «Инновации в авиации и космонавтике - 2012», 17-20 апреля 2012 г., г. Москва, Московский авиационный институт, 2012 г.

Выражаю благодарность и признательность доктору технических наук Жукову Андрею Александровичу, доктору технических наук Путре Михаилу Георгиевичу, кандидату технических наук Басовскому Андрею Андреевичу, кандидату технических наук Корпухину Андрею Сергеевичу, Рябеву Алексею Николаевичу и Якухину Сергею Дмитриевичу за оказанную всестороннюю помощь при подготовке работы.

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ УСТРОЙСТВ МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ И МИКРОСИСТЕМНОЙ ТЕХНИКИ, ИЗГОТОВЛЕННЫХ С ПРИМЕНЕНИЕМ ОБЪЕМНЫХ МИКРОСТРУКТУР, МЕТОДОВ ФОРМИРОВАНИЯ ОБЪЕМНЫХ МИКРОСТРУКТУР И ИХ ХАРАКТЕРИСТИК, МАСОК ДЛЯ ИХ ФОРМИРОВАНИЯ, ТЕХНОЛОГИЙ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТИПОВЫХ УСТРОЙСТВ НА ИХ ОСНОВЕ

1.1 Анализ конструкций устройств микроэлектроники и микросистемной техники, изготовленных с применением объемных микроструктур

Объемная микроструктура - это элемент микроконструкции в виде мембраны, канавки, отверстия (сквозного или глухого) или другой структуры, сформированной с одной или двух сторон подложки при помощи выборочного удаления «жертвенного» слоя, либо материала подложки. С развитием технологий изготовления объемных микроструктур появилась возможность создания широкой номенклатуры устройств МЭ и МСТ с использованием объемной технологии микрообработки кремния - СТВЗ, конденсаторов и микросхем с щелевой изоляцией, ЭВИКА, датчиков давления, кремниевых клапанов, кремниевых акселерометров, SIW-фильтров [1]. Наиболее перспективными среди указанных устройств, на взгляд автора, являются СТВЗ, ЭВИКА и SIW-фильтры.

Анализ силовых МОП-транзисторов Одними из самых востребованных элементов в современной электронике, используемых для преобразования электрической энергии, являются МОП-транзисторы. Эволюция МОП-транзисторов происходит по двум направлениям - в сторону увеличения эффективности преобразования энергии и увеличения плотности мощности. Эффективность преобразования определяется уровнем потерь мощности на силовом ключе в процессе работы. Плотность мощности определяется отношением максимального коммутируемого тока, приведенного к корпусу или площади, которую корпус прибора занимает на плате [2]. Конструкция силового канального метало-оксидного-полупроводникового полевого транзистора, англ. MOSFET (metal-oxide-semiconductor field effect transistor) была разработана в середине 1970-х гг. для получения улучшенных рабочих характеристик, по сравнению с имеющимися силовыми биполярными транзисторами. Высокий входной импеданс МОП-транзистора с канальной структурой позволил снизить потребление тока в управляющих цепях по сравнению с биполярными транзисторами, а высокая скорость коммутации открыла новые возможности для применения в частотном диапазоне от 10 до 50 кГц [3].

Однако допустимая мощность силовых МОП-транзисторов была ограничена внутренним сопротивлением в структуре конструкции между стоком и истоком. Мощность, рассеиваемая за счет омического падения напряжения на внутреннем сопротивлении, ограничивала допустимые нагрузки по току транзистора, а также эффективность силовых цепей, в которых они использовались.

В двухдиффузионных МОП-структурах (VD-MOSFET) канал был сформирован за счет контроля толщины двух p-n переходов. Это позволило создать структуры с короткими каналами, не прибегая к дорогостоящей литографии высокого разрешения. Однако VD-MOSFET структура содержала базовые паразитные сопротивления, которые препятствовали дальнейшему улучшению функционирования, нацеленному на улучшение внутреннего сопротивления.

В 1990-х гг. была разработана альтернативная конструкция транзистора, основанная на использовании технологии формирования канавок, которая эволюционировала для применения в динамической оперативной памяти. Структура канавки-затвора (U-MOSFET или СТВЗ) предоставляла возможность для снижения внутреннего сопротивления конструкции МОП-транзистора, приближая к идеальному значению область p-n перехода полевого VD-MOSFET транзистора. Оптимизация данной структуры позволила повысить рабочую частоту МОП-транзистора до 1 МГц [3]. Схема, иллюстрирующая работу прибора, представлена на рисунке 1.

Исток

Область дрейфа

Подложка NI

Сток

Рисунок 1 - Типовая конструкция СТВЗ [3]

Хотя СТВЗ имеют улучшенные характеристики, на сегодняшний день большинство применяемых МОП-транзисторов являются планарными. В России не производятся силовые транзисторы с вертикальными затворами. В основном, подобные приборы закупаются

изготовленными иностранными фабриками в пластинах, либо разделенными на кристаллы и собираются на отечественных сборочных производствах. Разработка и внедрение в производство силовых вертикальных МОП-транзиров позволит освоить целое направление силовой микроэлектроники с рабочими напряжениями вплоть до 400 В.

Технология изготовления СТВЗ полностью совместима с технологией изготовления биполярных транзисторов с изолированным затвором (БТИЗ, англ. IGBT), которые позволяют коммутировать токи в несколько тысяч ампер и работают при напряжениях от 400 В до нескольких киловольт. При этом, развитие отечественной преобразовательной техники, как общепромышленной, так и военной, происходит практически полностью за счет импорта БТИЗ и комплектных преобразователей на их основе, поскольку отставание от передовых стран составляет 15-20 лет. Годовой объем импорта БТИЗ в 2013 году превысил 2 млрд. USD [4].

Таким образом, силовые транзисторы с вертикальным затвором являются наиболее перспективными для дальнейшей разработки и освоения их производства, а разработка технологии изготовления с использованием объемных микроструктур позволит создать на их основе полный спектр силовых полупроводниковых преобразователей.

Анализ микросистем терморегуляции КА

В настоящее время основной тенденцией развития бортовой аппаратуры ракетно-космической техники (РКТ) является уменьшение массогабаритных характеристик при расширении функциональных возможностей и увеличении срока активного существования. Развитие указанных тенденций для аппаратуры РКТ существенно ограничивают вопросы, связанные с широким температурным диапазоном эксплуатации. Известно, что в космическом пространстве передача тепла может осуществляться только за счет теплопроводности и излучения в открытое пространство. При этом возникает техническое противоречие, связанное с тем, что массогабаритные характеристики известных теплоотводящих систем при снижении массогабаритных характеристик изделий РКТ (микроплатформы и наноспутники) весьма значительны. В США с 2006 года в лабораториях NASA проводятся работы по созданию электрорегулируемых покрытий с изменяемой отражающей способностью (Variable Emittance Coating) на основе микроэлектромеханических систем (МЭМС), обеспечивающих существенное снижение массогабаритных характеристик теплоотводящих систем [5]. В России существуют разработки технологий изготовления адаптивных микросистем, функционирующих на основе эффекта памяти формы и предназначенных для эксплуатации на поверхности наноспутников (для случая внешнего источника тепла). Однако, при эксплуатации аппаратуры в изделиях РКТ имеются два источника тепла - внутренний и внешний, при этом возникает необходимость обратной связи - электроуправления [6, 7].

Разработано большое количество самых разнообразных микросистем терморегуляции КА, различающихся конструкцией, принципом действия, наличием системы управления и соответственно технологией изготовления. Классификация микросистем терморегуляции КА представлена на рисунке 2.

я о

я я 5

К ®

& £

£ о

си

с 8

еч

сч я Я Я

а н о я о и н я й

и

а й т

и

и

я сч

ч

Рисунок 2 - Классификация микросистем терморегуляции КА [6, 7]

Выделяют 2 большие группы микросистем терморегуляции КА: микрооптоэлектромеханические системы (МОЭМС) и электрохромные покрытия. На сегодняшний день электрохромные покрытия не получили широкого распространений в изделиях РКТ из-за наличия проблем с эксплуатацией данных устройств в условиях открытого космоса. В связи с этим для дальнейшего изучения была выбрана МОЭМС [8].

В качестве исполнительного элемента микросистем чаще всего применяют балочные и мембранные актюаторы, действие которых основано на пьезоэлектрическом, электростатическом эффекте, или тепловой активации движения балки [9]. Классическая конструкция балочного актюатора представляет собой одно- или двухконсольную балку в микроминиатюрном исполнении, сформированную методами микрообработки. Тип актюатора и его конструктивно-технологическое исполнение как основного компонента микромеханического устройства выбирают в зависимости от назначения, технологического уровня и условий эксплуатации микросистемы.

В ходе анализа принципов активации исполнительных элементов МОЭМС, выявлено, что в основном применяются электростатический и электротермический принципы активации [9, 10]. Электротермическая активация применяется в пассивных системах терморегуляции. Электростатические исполнительные механизмы применяются в микросистемах с активной системой управления, что делает такие системы более "гибкими" и функциональными. Электростатические механизмы удовлетворяют принципам энергосбережения, так необходимым при эксплуатации приборов в условиях космоса. На основании изложенного электростатический механизм является наиболее предпочтительным для систем активации МОЭМС [6, 11].

Для снижения теплопроводности от поверхности микросистемы к поверхности КА, применяют микропрофилирование лицевой и обратной стороны основания микросистемы методами объемной микрообработки путем формирования различных канавок и отверстий.

Таким образом, для создания электроуправляемых ЭВИКА основной тенденцией является получение матричной структуры, выполненной с повышенными (до 85-95 %) коэффициентами отражения, поглощения и заполнения, содержащей систему обратной связи на основе контроля температуры поверхности. Для снижения теплоемкости и, как следствие, времени срабатывания системы необходимо одновременно уменьшать массогабаритные характеристики. Указанные характеристики могут быть достигнуты путем применения групповой МЭМС-технологии поверхностной и объемной микрообработки с микропрофилированием лицевой и обратной стороны основания микросистемы и совместимой с технологией комплементарной структуры металл окисел полупроводник (КМОП) сверхбольших интегральных схем (СБИС) [1 ].

Анализ SIW-фильтров

Создание микроприборов с ранее не достижимыми характеристиками, прежде всего устройств, основанных на технологии трехмерной интеграции кристаллов и СВЧ-устройств, потребовало разработки сквозных микроотверстий различной конфигурации [12].

Современные технологии разработки и производства устройств МЭ открывают возможности интегрирования в одну структуру трехмерных элементов, в частности прямоугольных волноводов и объемных резонаторов на их основе, встроенных в диэлектрическую подложку. На сегодняшний день существует множество СВЧ-устройств на частоты 3-6 ГГц, совместимых с микросборками. Однако для изготовления микросборок с частотами 20-40 ГГц применяются фильтры с коаксиальными вводами, часто волноводные, препятствующие внутриприборной интеграции и увеличивающие массо-габаритные показатели [13, 14]. Интегрированный в подложку полосно-пропускающий фильтр - Substrate Integrated Waveguide (SIW) представляет собой структуру, созданную двумя рядами металлических

цилиндров, соединяющих две параллельные металлические пластины, ограничивающие высокоомную подложку. Таким образом, объемный прямоугольный волновод может быть изготовлен в планарной форме с использованием существующих технологий производства. БГШ-фильтры позволяют добиться минимального уровня потерь и высокой собственной добротности, особенно в сантиметровом и миллиметровом диапазоне длин волн. Особенностью БГШ-фильтров являются малые размеры и вес, низкая стоимость производства. SIW-фильтры возможно интегрировать с другими БГШ-компонентами на одной подложке, включая пассивные компоненты, активные элементы и антенны. Также возможно создавать многослойные интегральные схемы. БГШ-фильтры могут найти применение в системах передачи информации, средствах радиоэлектронной борьбы, радарах и измерительном оборудовании [13-16].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Ануров Алексей Евгеньевич, 2018 год

Список литературы

1. Варадан, В. ВЧ МЭМС и их применение [Текст] /В. Варадан, К. Виной, К. Джозе - М.: Техносфера, 2004.- 528 с.

2. Разработка технологий изготовления радиационно-стойких микромодулей для блоков бортовой аппаратуры РКТ [Текст]: Отчет о патентных исследованиях по ОКР «Микромодуль» (промежуточ.) № И-108/0ПИ-172 от 03.03.2015, этап 1, направление 1; О Н. Шишкин, А.А. Басовский, А.Е. Ануров и др.: 65 с.- г/к № 754-К757/14/393 от 17.12.2014 г.

3. Baliga, B.J. Fundamentals of Power Semiconductor Devices [Текст] / B.J. Baliga // Power Semiconductor Research Center, North Carolina State University, USA, 2008. - 1069 с.

4. Грехов, И.В. Силовая полупроводниковая электроника и импульсная техника [Текст] / И.В. Грехов; Вестник российской академии наук, 2008, том 78, № 2. - с. 106-131.

5. Air force engineers create thermal control system for space use [Электронный ресурс].- Режим доступа: www.nasa.gov. - US air force, 2008.

6. Разработка технологических процессов изготовления электроуправляемых микрооптоэлектромеханических систем с изменяемым коэффициентом отражения для аппаратуры и изделий РКТ [Текст]: Отчет о патентных исследованиях по ОКР «МЭМС» (промежуточ.); А.Е. Ануров, А.А. Жуков, Д.В. Козлов, А.Г. Макян: 45 с. -г/к 754-Т 395/09 от 12.05.2009 г.

7. Ануров, А.Е. Оценка тенденций развития теплоуправляющих микросистем для изделий ракетно-космической техники [Текст] /А.Е. Ануров, А.А. Жуков; Сборник докладов VII научно-практической конференции «Микротехнологии в авиации и космонавтике», 16-17 сентября 2009 г. - М., 2009.- с. 32-33.

8. Ануров, А.Е. Микросистема терморегуляции малых космических аппаратов [Текст] /А.Е. Ануров; Электронный журнал «Труды МАИ», выпуск № 45, 2010 - 10 с.

9. Kasper, M. Microsystem Engineering, Chapter 13: Sensors [Текст] / Prof. Dr.- Ing. Kasper; TUHH - 2013.

10. Trimmer, W.S. Microrobots and Micromechanical Systems. Sensors and Actuators, 19 [Текст] / W. S. Trimmer- 1989. - с. 267-287.

11. Пат. US6899170 B2, B64G1/50. Electrostatic switched radiator for space based thermal control [Текст] / William J. Biter, Sung J. Oh, Stephen M. Hess; заявл. 15.11.2001; опубл. 31.05.2005 - 9 с.: ил.

12. Голищников, А.А. Разработка процесса глубокого плазменного травления кремния для технологии трехмерной интеграции кристаллов [Текст] /А.А. Голищников, М.Г. Путря; Технология и конструирование в электронной аппаратуре, № 1 - 2014. - с. 36-41.

13. Гадзиева, А.А. SIW-технологии, история создания, современное состояние и перспективы развития [Текст] /Гадзиева А.А., Заргано Г.Ф., Земляков В.В., Крутиев С.В. -Физические основы приборостроения, Т. 1, № 4, 2012. - с. 4-13.

14. Заргано, Г.Ф. Волноводы сложных сечений [Текст] / Заргано Г.Ф., Ляпин В.П., Михалевский В.С. и др. - М.: Радио и связь, 1986. - 124 с.

15. Заргано, Г.Ф. Электродинамический анализ и синтез селективных устройств на волноводах сложного сечения для современных антенно-фидерных систем [Текст] / Заргано Г.Ф., Земляков В.В. ; Антенны, вып. 7 (170), 2011. - с. 64-73.

16. Гадзиева, А.А. Полосно-пропускающий СВЧ-фильтр на волноводах сложного сечения, интегрированный в многослойную микросхему с применением SIW-технологии [Текст] /А.А. Гадзиева, В.В. Земляков, С.В. Крутиев; Электронный научный журнал «Инженерный вестник Дона», том 24, номер 1, 2013. - 24 с.

17. Hong, Jia-Sheng. Microstrip Filters for RF/Microwave Applications [Текст] /Jia-Sheng Hong; 2-nd ed. A JOHN WILEY & SONS, INC,2011. - 635 c.

18. Pathak, G. Substrate Integrated Waveguide based RF MEMS Cavity Filter [Текс^/G. Pathak; International Journal of Recent Technology and Engineering (IJRTE), volume 2, issue 5, 2013. - c. 46-49.

19. Lai, S. Notch reduction in silicon on insulator (SOI) structures using a time division multiplex etch processes [Текст] /S. Lai, S. Srinivasan, R.J. Westerman, D. Johnson, J.J. Nolan; Proc SPIE 5715, Micromachining and Microfabrication Process Technology X. V. 5715, 2005.- c. 33-38.

20. Hwang, G.S. On the origin of the notching effect during etching in uniform high density plasmas [Текст] / G.S. Hwang, K.P. Giapis; J. Vac. Sci. Technol., B 15(1), 1997- c. 70-87.

21. Kim, K.H. DRIE fabrication of notch-free silicon structures using a novel silicon-on-patterned metal and glass wafer [Текст] / K.H. Kim, S.C. Kim, K.Y. Park, S.S. Yang; Journal of Micromechanics and Microengineering, № 21, 2011. - c. 1-6.

22. Иванов, С.В. Основы технологии кремниевой микрообработки [Текст]/ Иванов С.В., Карелин Е.Ю; НиКа, 2011. - с.158-160.

23. Григорьев, Ф.И. Плазмохимическое и ионно-химическое травление в технологии микроэлектроники [Текст]: учеб. пособие / Григорьев Ф.И.; Московский государственный институт электроники и математики- М., 2003. - 48 с.

24. Установка травления в индуктивно-связанной плазме ICP-RIE SI 500 PTSA ICP Plasma Etcher [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.http://eavangard-micro.ru/si500.

25. Bosch processing on the ICPRIE [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.nanofab.ualberta.ca/wp-content/uploads/2009/05/bosch_simple.pdf. - University of Alberta, 2009.

26. Henry, M.D. ICP etching of silicon for micro and nanoscale devices [Текст] / M.D. Henry; California institute of technology, Pasadena, California, 2010. - 194 c.

27. SENTECH Instruments [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.sentech.ru.

28. Jansen, H. The black silicon method: a universal method for determining the parameter setting of a fluorine-based reactive ion etcher in deep silicon trench etching with profile control [Текст] /H. Jansen, M. Boer, R. Legtenberg, M. Elwenspoek; MESA Research Institute, University of Twente, The Netherlands, 1995.

29. Ефремов, А.М. Вакуумно-плазменные процессы и технологии [Текст]: учеб. пособие / А.М. Ефремов, В.И. Светцов, В.В. Рыбкин ; ГОУВПО Иван. гос. хим.-технол. ун-т. Иваново, 2006. - 260 с.

30. Айнспрук, Н. Плазменная технология в производстве СБИС [Текст]: перевод с англ. с сокращ. / Н. Айнспрук, Д. Браун ; М.: Мир, 1987 - 471 с.

31. Пат. 2555891 Российская Федерация B81B7/04, B64G1/58. Микроструктурная многослойная экранно-вакуумная изоляция космических аппаратов [Текст]/ А.Е. Ануров, А.А. Жуков; заявитель и патентообладатель АО «РКС» - № 2014129942/11; заявл. 22.07.2015 ; опубл. 10.07.2015. - 11 с.: ил.

32. Выбор конструктивно-технологических вариантов исполнения МДЗ СБ (двух типов), ИС микромодуля (один тип), СПК микромодулей (двух типов) [Текст]: технический отчет № 1, 16.03.2015 / О.Н. Шишкин, А.В. Капустян, А.Е. Ануров и др., 2015. -83 с.

33. Jongdae, K. A Novel Process for Fabricating a High Density Trench MOSFETs for DC-DC Converters [Текст] / Jongdae K. и др.; ETRI Journal, volume 24, number 5, 2002. - с. 333-340.

34. Наинг, С.М. Конструкторско-технологические основы создания микроэлектромеханических датчиков ускорения [Текст]: дисс. на соиск. уч. ст. к.т.н. / С.М. Наинг - М., 2013. - 123 с.

35. Liu, D. Advanced Millimeter-wave Technologies [Текст] / D. Liu, B. Gaucher, U. Pfeiffer, J. Grzyb; Antennas, Packaging and Circuits, Wiley, UK, 2009. - 827 c.

36. Пат. 2623845 Российская Федерация, H01L21/336. Способ изготовления силового полупроводникового транзистора [Текст] / Басовский А.А., Рябев А.Н., Ануров А.Е., Плясунов В.А.; заявитель и патентообладатель Госкорпорация "Роскосмос", АО "Российские космические системы" - № 2016127021; заявл. 06.07.16; опубл. 29.06.17, Бюл. № 19. - 10 с.: ил.

37. Соколов, Л.В. Анализ современных технологий объемного микропрофилирования кремния для производства чувствительных элементов датчиков и МЭМС [Текст] / Л.В. Соколов, А.А. Жуков, Н.М. Парфенов, А.Е. Ануров; Нано- и микросистемная техника, № 10, 2014.-с. 27-35.

38. Ануров, А.Е. Особенности процесса глубинного анизотропного травления кремния в технологии изготовления траншейных МОП-транзисторов [Текст] / А.Е. Ануров, Ю.М. Заботин, С.Г. Подгородецкий - изд-во «Физико-математическая литература» - М.: Ракетно-космическое приборостроение и информационные системы, том 2, выпуск 4, 2015.-с. 66-73.

39. Ануров, А.Е. Исследование Pseudo Bosch процесса травления кремния для формирования микронных канавок в технологии изготовления траншейных МОП-транзисторов [Текст] / А.Е. Ануров, Ю.М. Заботин, С.Г. Подгородецкий ; Сборник трудов VIII Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы ракетно-космического приборостроения и информационных технологий» - М.: АО «РКС», 2016. - с. 613-623: ил.

40. Ануров, А.Е. Формирование исполнительных элементов устройств микросистемной техники травлением в индуктивно-связанной плазме [Текст] / А.Е. Ануров, Е.А. Гринькин, А.А. Жуков; Научно-технический журнал «Информационно-измерительные и управляющие системы», № 8, т. 7, 2009.- с. 94-97.

41. Пат. 2629926 Российская Федерация, H01L21/768. Способ изготовления сквозных металлизированных микроотверстий в кремниевой подложке [Текст] / А.Е. Ануров, А.А. Жуков, С.Г. Подгородецкий, Ю.М. Заботин; заявитель и патентообладатель АО "Российские космические системы" - № 2016123687; заявл. 15.06.16; опубл. 04.09.17, Бюл. № 25. - 5 с.: ил.

42. Жуков, А.А. Профиль, морфология и элементный состав поверхности сквозных микроотверстий в кремниевых пластинах [Текст]/ А.А. Жуков, Ю.М. Заботин, С.Г. Подгородецкий, А.Е. Ануров; Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования - М.: ФГУП Академический научно-издательский, производственно-полиграфический и книгораспространительский центр Наука, № 10, 2017. - с. 38-43.

43. Киреев, В. Технологии микроэлектроники. Химическое осаждение из газовой фазы [Текст]/ Киреев В., Столяров А. - М.: Техносфера, 2006. - 190 с.

44. Гриценко, В. Атомная структура аморфных нестехиометрических оксидов и нитридов кремния [Текст]/ Гриценко В. ; Успехи физических наук, т. 178, № 7, 2008. -с. 727-737.

45. Получение и основные свойства пленок нитрида кремния [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://linecable.ru/content/view/444/48/.

46. Жданов, А.В. Методы нанесения вакуумных PVD-покрытий [Текст]: курс лекций / А.В. Жданов; ФГБОУ ВПО ВлГУ, кафедра Технологии машиностроения- Владимир, 2014. -161 с.

47. Швец, В. Эллипсометрия - прецизионный метод контроля тонкопленочных структур с субнанометровым разрешением [Текст]/ Швец В., Спесивцев Е.; Российские нанотехнологии, т. 4, №3-4, 2009.- с.72-84.

48. Оптические константы: коэффициенты рефракции и экстинкции. Явление дисперсии. Диэлектрическая постоянная [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.nytek.ru/Article_478.html.

49. Спектроскопическая эллипсометрия [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.nytek.ru/Article_3.html.

50. Основы электротехники. Электростатика. Электрическая прочность [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.rza.org.ua/elteh/a-14.html.

51. Ануров, А.Е. Влияние технологических параметров на свойства наноразмерных пленок нитрида кремния, осажденных в индуктивно-связанной плазме [Текст]/А.Е. Ануров, А.А. Данилов, А.А. Жуков; Наноматериалы и наноструктуры-XXI, № 4, 2011. - с. 43-47.

52. Асессоров, В.В. Моделирование полевых полупроводниковых приборов в САПР ISE TCAD [Текст]: Учебное пособие / Асессоров В.В., Быкадорова Г.В., Ткачев А.Ю. - Воронеж: ИПЦ ВГУ, 2007. - 27 с.

53. Synopsys Official Site [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.synopsys.com.

54. Sentaurus Device User Guide [Текст] / Version D-2013.12, December 2013. -Synopsys, Inc, 2013. - 1328 с.

55. Postnikov, A.V. Simulation, fabrication, and dynamics characteristics of electrostatically actuated switches [Текст] / A.V. Postnikov, I.I. Amirov, V.V. Naumov, V.A. Kalnov; Proceedings of SPIE, Micro- and Nanoelectronics, 2008.

56. Walker, M.J. Comparison of Bosch and cryogenic processes for patterning high aspect ratio features in silicon [Текст] /M.J. Walker; MEMS Design, Fabrication, Characterization, and Packaging, 2001.- c. 89-99.

57. Donohue, L.A. Developments in Si and SiO2 etching for MEMS based optical applications [Текст] / L.A. Donohue, J. Hopkins, R. Barnett, A. Newton, A. Barker ; Micromachining Technology for Micro-Optics and Nano-Optics II, 2004. - c. 44-53.

58. A Deep Silicon RIE Primer. Bosch Etching of Deep Structures in Silicon [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.nanofab.ualberta.ca/wp-content/uploads/2009/03/ primer_deepsiliconrie.pdf

59. Гринькин, Е.А. Микроразмерные структуры для микрофлюидных устройств космического приборостроения и информационных систем [Текст] / Е.А. Гринькин, А.А. Жуков, С.А. Жукова, И.В. Чурило; Труды Всероссийской научно-технической конференции "Актуальные проблемы ракетно-космического приборостроения и информационных технологий" - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2010 - с. 251-256.

60. Жуков, А.А. Физико-химические и технологические основы получения полиимидных структур для микроэлектронных устройств, устройств микромеханики и микросенсорики [Текст] : дисс. на соиск. уч. ст. д.т.н. / А.А. Жуков - М., 2003. - 315 с.

61. ГОСТ 2789-73. Шероховатость поверхности. Параметры, характеристики и обозначения [Текст]. - Введ. 1975.01.01. - М.: Государственный комитет СССР по управлению качеством продукции и стандартам, 1975. - 6 с.

62. Acton Q.A. Chemical Processes - Advances in Research and Application [Текст]/ Q.A. Acton ; 2013 Edition: A Scholarly Editions, Atlanta, Georgia, 2013. - 986 с.

63. Weng, K.Y. Planarize the sidewall ripples of silicon deep reactive ion etching [Текст]/ K.Y. Weng, M Y. Wang, P H. Tsai; NSTI-Nanotech,v. 1, 2004. - с. 473-476.

64. Roozeboom, F. Silicon Compatible Materials, Processes, and Technologies for Advanced Integrated Circuits and Emerging Applications [Текст] /F. Roozeboom, D.L. Kwong, P.J. Timans, E.P. Gusev, H. Iwai, M.C. Ozturk, V. Narayanan ; The electrochemical society, vol. 35, № 2, 2011. - c. 95-104.

65. Драчев, А.И. Оценка глубины распределения заряда, инжектированного из плазмы постоянного тока в тонкие пленки полиимида и полиэтилентерефталата [Текст] /Драчев А.И., Гильман А.Б., Жуков А.А., Кузнецов А.А.; Химия высоких энергий, т. 38, № 5, 2004. -с. 387-390.

66. TSV Cleaning using SAPS Megasonic Cleaning Technology [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://www.acmrcsh.com/download.ashx?path=/ACM/files/document/201604/ 251114536865.pdf.

67. Пат. 2518283 Российская Федерация, H01L21/318. Способ осаждения нитрида кремния на кремниевую подложку [Текст] / Ануров А.Е., Жуков А.А., Долгополов В.М.; заявитель и патентообладатель АО «РКС» - № 2012153091/28 ; заявл. 07.12.12 ; опубл. 11.04.14, Бюл. № 16. - 8 с.: ил.

68. Ануров, А.Е. Технологические особенности плазмохимического осаждения наноразмерных пленок нитрида кремния [Текст] /А.Е. Ануров, А.А. Данилов, А.А. Жуков; материалы Международной научно - технической конференции «INTERMATIC -2011», 14-17 ноября 2011 г. - М.: МГТУ МИРЭА - ИРЭ РАН, 2011. - с. 73-77.

69. Пирс, К. Технология СБИС [Текст] / Пирс К., Адамс А., Кац Л. и др. ; под ред. С. Зи. - М.: МИР, 1986. - с. 160-168.

70. Бабаевский, П.Г. Влияние условий осаждения и толщины балочных структур на основе нитрида кремния на остаточные напряжения и их релаксацию [Текст] / Бабаевский П.Г., Жуков А.А., Обижаев Д.Ю.; Научные труды МАТИ им. К. Э. Циолковского, вып. 11 (83). - М.: ИЦ МАТИ, 2006.- с. 45-49.

71. Ануров, А.Е. Влияние способа подачи реагентов а реактор плазмохимического осаждения диоксида кремния на равномерность получаемых пленок [Текст]/ А.Е. Ануров, Ю.А. Романов, Е.В. Жариков; Ракетно-космическое приборостроение и информационные технологии. 2015. - М.: АО «РКС», 2015. - с. 549-563.

72. Жигулин, Д.В. Особенности исследований поперечных сечений субмикронных ИМС методом растровой электронной микроскопии [Текст] / Д.В. Жигулин, М.В. Киросирова, А.А. Попкова; 10-я Международная конференция «Взаимодействие излучений с твердым телом», 24-27 сентября 2013 г., Минск, Беларусь, 2013. - с. 352-353.

73. Дискретные MOSFET (N-channel) [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.angstrem.ru/ru/catalog/silovye-poluprovodnikovye-pribory/diskretnye-mosfetn-channel

74. Мощные полевые транзисторы в металлостеклянном корпусе с приемкой «5» 2П7160 АЕЯР.432140.374ТУ [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.fzmt.ru/ produce5/mop/

75. Каталог продукции АО «Воронежский Завод Полупроводниковых Приборов -Сборка» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.vzpp-s.ru/production/catalog.pdf

76. International Rectifier SMPS MOSFET IRFR13N20DPbF [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://www.infineon.com/dgdl/ irfr13n20dpbf.pdf?fileId=5546d462533600a40153562d59d9205f

77. International Rectifier PDP MOSFET IRFP4242PbF [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.infineon.com/dgdl/irfp4242pbf.pdf?fileId=5546d462533600a40153562c3f9b200d

78. Волокитин, А.И. Радиационная передача тепла и "вакуумное" трение между наноструктурами [Текст] / А.И. Волокитин; Вестн. Сам.гос. техн. ун-та. Сер. Физ.-мат. науки, 16 - Самара: СамГТУ, 2002. - с. 129-139.

79. Корпухин, А.С. Методы получения и характеристики полиимид - кремниевых микроактюаторов и устройств микромеханики на их основе [Текст] : дисс. на соиск. уч. ст. к.т.н./ Корпухин А.С. - М., 2012. - 129 с.

80. Douglas D.M. Effect of Variable Emittance Coatings on the Operation of a Miniature Loop Heat Pipe [Текст] / D.M. Douglas, J. Ku, L. Ottenstein, T. Swanson, S. Hess, A. Darrin; STAIF

Conference on Thermophysics and Microgravity, 13-17 Feb. 2005, Albuquerque, NM, United States, 2005. - 8 c.

81. Chandrasekhar, P. Variable-Emittance Infrared Electrochromic Skins Combining Unique Conducting Polymers, Ionic Liquid Electrolytes, Microporous Polymer Membranes, and semiconductor/Polymer Coatings, for Spacecraft Thermal Control [Текст] /P. Chandrasekhar, B. Zay, D. Lawrence, E. Caldwell, R. Sheth ; J. APPL. POLYM. SCI, 2014. - 15 c.

82. Одиноков, В.В. Оптимизация процесса глубокого анизотропного травления кремния [Текст] /Г.Я. Павлов, В.М. Долгополов, П.А. Иракин, В.Э. Немировский; Электроника и микроэлектроника СВЧ - CM.: Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина), том 1, номер 1, 2015. - с. 84-86.

83. Wasilik, M. Lab Manual [Текст] /M. Wasilik; University of California, Berkeley, Chapter 7.22, STS2, 2010. - 11 c.

84. Ouyang, Z. Etching mechanism of the single-step through-silicon-via dry etch using SF6/C4F8 chemistry [Текст] /Z. Ouyang, D.N. Ruzic, M. Kiehlbauch, A. Schrinsky, K. Torek ; Journal of Vacuum Science & Technology, A, vol.32, № 4, 2014. - 10 c.

85. Рувинский, О.В. Плазмохимическое травление органических материалов в технологии изготовления монолитных интегральных микросхем [Текст]/ О.В. Рувинский, М.В. Устьянцев, А.Х. Харахашев, М.М. Климов; Вестник ДГТУ, 2009. - с. 101-111.

86. Mimoun, B. Residue-free plasma etching of polyimide coatings for small pitch via swith improved step coverage [Текст] /B. Mimoun, H. Pham, V. Henneken, R. Dekker ;J. Vac. Sci. Technol. B, vol. 31, No. 2, 2013.- 6 с.

87. Жукова, С.А. Функциональные анизотропные микро- и наноструктуры для элементов МЭМС [Текст] /Жукова С.А., Обижаев Д.Ю., Гринькин Е.А. ; Всероссийская конференция по физической химии и нанотехнологиям «НИФХИ-90». Сборник тезисов. - М.: 2008. - c. 30-31.

88. Isotropic silicon etching. Stanford Nanofabrication Facility, 2016 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://snf.stanford.edu/SNF/equipment/dry-etching/lam-research-9400-tcp-poly-etcher-lampoly-semi-clean/isotropic-silicon-etching

89. Голишников, А.А. Разработка процесса глубокого плазменного травления кремния для технологии трехмерной интеграции кристаллов [Текст] /А.А. Голишников, М.Г. Путря; Технология и конструирование в электронной аппаратуре -Одесса: Политехпериодика, № 1, 2014. - с. 36-41.

90. Chutani, R.K. Single-step deep reactive ion etching of ultra-deep silicon cavities with smooth sidewalls [Текст] /R.K. Chutani, M. Hasegawa, V. Maurice, N. Passilly, C. Gorecki ; Sensors and Actuators A Physical, 2014. - с. 66-72.

91. Авторское свидетельство SU 1718302, H 01 L 21/318. Способ формирования пленки нитрида кремния [Текст] / Турцевич А.С., Красницкий В.Я., Петрашкевич В.Ф., Химко Г.А., Корешков Г.А., Сарычев О.Э.; заявитель и патентообладатель НПО «Интеграл»; заявл. 13.02.90 ; опубл. 07.03.92, Бюл. № 9 - 8 с. : ил.

92. Пат. US 0286984. Silicon-rich low-hydrogen content silicon nitride film [Текст]/ Jason B. Taylor, Chiliang Chen ; опубл. 20.11.2008.

93. Каталог продукции METDA Corporation [Электронный ресурс]. - Режим доступа: www.metdac.com.

Приложение А

Акты об использовании результатов диссертационной работы

УТВЕРЖДАЮ Заместитель генерального конструктора по ЭКБ А(Д(<}Российс1ше космические системы»

Ч/ /,'_В.Б. Стешенко

2016 г.

'МТ'

об использовании результатов диссертационной работы, посвященной разработке и исследованию методов формирования объемных структур в технологии изготовления изделий микроэлектроники и микросистемной техники

Анурова Алексея Евгеньевича

Настоящим актом подтверждаем, что в АО «Российские космические системы» при выполнении государственного контракта № 754-К757/14/393 от 17.12.14 г. с Федеральным космическим агентством по ОКР «Разработка технологий изготовления радиационно-стойких микромодулей для блоков бортовой аппаратуры РКТ», шифр темы «Микромодуль» использованы следующие результаты диссертационной работы:

- разработанные конструктивно-технологические варианты исполнения силовых полупроводниковых транзисторов:

разработанные технологические процессы изготовления силового полупроводникового транзистора с шириной тренчей 1-1.5 мкм и шагом 4 мкм;

- метод травления кремния при помощи РэеисЬ ВозсЬ-процесса на глубину 1.5-6,5 мкм с шириной канавки 1-1.5 мкм и углом наклона стенок в диапазоне от 82° до 92° путем варьирования мощности ВЧ смещения от 10 до 100 Вт;

- способ изготовления силового полупроводникового транзистора, отличающийся тем, что после формирования базы транзистора на всю лицевую поверхность осаждают из газовой фазы нитрид кремния толщиной 0.1 - 0.2 мкм. поликремний в канавках после легирования окисляют при давлении не менее 1 МПа и температуре не выше 850"С в течение 5-20 минут, после чего нитрид кремния удаляют травлением в ортофосфорной кислоте или селективным плазмохимическим травлением;

- метод декорирования структуры сколов для последующего анализа на сканирующем электронном микроскопе посредством комбинированного щелочно-кислотного травления;

- технологический процесс плазмоактивированного химического осаждения из теграэтоксисилана низкотемпературного диоксида кремния;

- способ осаждения пленки нитрида кремния на кремниевую подложку, в котором предварительную обработку поверхности подложки проводят в азотной плазме ВЧ индукционного разряда, изолированного от «земли» (корпуса реактора), ВЧ мощность осаждения пленки нитрида кремния составляет 25(Н350 Вт, реакцию плазмы с подложкой при осаждении пленки нитрида кремния осуществляют при давлении 0,1-Ю.З Па в реакторе.

При выполнении СЧ ОКР, посвященной разработке технологии изготовления МЭМС-фильтров, использованы следующие результаты диссертационной работы:

- способ изготовления сквозных металлизированных микроотверстий в кремниевой подложке, заключающийся в том. что в качестве «стон-слоя» используют полиимидное покрытие, которое формируют из раствора полиамидокислоты на основе диангидрида и оксидианилина в полярном растворителе толщиной не менее 2 мкм с последующей сушкой при температуре 80 - 120°С и термоимидизацией при температуре не менее 350°С в течение не менее 30 минут, где «сухое» травление проводят в два этапа последовательно реактивным ионным травлением и в ВозсЬ-процессе до образования положительного клина травления на границе раздела «кремниевая подложка-полиимидное покрытие» глубиной не менее 1 мкм. в качестве маски для травления используют алюминий толщиной не менее 1 мкм, удаление маски и «стоп-слоя» проводят в едином цикле в щелочном травителе полиимида.

Полученные экспериментальные результаты и разработки позволили обоснованно подходить к выбору технологических режимов при изготовлении опытных партий силовых полупроводниковых транзисторов и МЭМС-фильтров с использованием сквозных металлизированных микроотверстий в кремниевой подложке и проведении испытаний по определению электрических характеристик.

По результатам работ получен патент РФ № 2518283 от 10.06.2014 г. и поданы заявки на изобретение РФ № 2016123687 от 15.06.2016 г. и № 2016127021 от 06.07.2016 г.

Настоящий акт не является основанием для финансовых или иных претензий.

Заместитель директора завода РКП по микроэлектронике

Волошина Е.11.

УТВЕРЖДАЮ

Генеральный директор

ООО «Базовые технологии»

^_А.Г.

А.Г. Балашов

2016 г.

об использовании результатов диссертационной работы, посвященной разработке и исследованию методов формирования объемных структур в технологии изготовления изделий микроэлектроники и микросистемной техники

Анурова Алексея Евгеньевича

Настоящим актом подтверждаем, что в ООО «Базовые технологии» при выполнении прикладных научных исследований по лоту шифр 2016-14-579-0009 по теме «Разработка радиочастотного микроэлектромеханического переключателя емкостного типа для применений в перспективных космических системах» использованы следующие результаты диссертационной работы:

- способ осаждения пленки нитрида кремния на кремниевую подложку, в котором предварительную обработку поверхности подложки проводят в азотной плазме ВЧ индукционного разряда, изолированного от «земли» (корпуса реактора), ВЧ мощность осаждения пленки нитрида кремния составляет 250-350 Вт. реакцию плазмы с подложкой при осаждении пленки нитрида кремния осуществляют при давлении 0.1-0,3 Па в реакторе.

Полученные экспериментальные результаты и разработки позволили обоснованно подходить к выбору материала диэлектрической изоляции и технологических режимов при изготовлении радиочастотного микроэлектромеханического переключателя емкостного типа.

Настоящий акт не является основанием для финансовых или иных претензий.

Начальник лаборатории С 0*4./ Алагашев Г.К.

Утверждаю Заместитель генерального директора, заместитель генерального конструктора ОАО «Российская корпорация ракетно - Космического приборостроения и информационных ^стем» ОАО

Д.А. Чернов

Щ>»СИСТЕМЬ1" 2013 г.

' ¿у

об использовании результатов диссертационной работы, посвященной моделям и конструктивно-технологическим решениям при изготовлении микрооптоэлектромеханических систем аспиранта Анурова Алексея Евгеньевича

Настоящим актом подтверждаем, что в работах Отраслевого центра проектирования и изготовления СБИС ОАО «Российские космические системы» при выполнении государственного контракта № 754-Т395/09 от 12.05.09 г. с Федеральным космическим агентством по ОКР «Разработка технологических процессов проектирования специализированных СФ-блоков для РЭА РКТ на основе единой среды «комплекс - аппаратура - компоненты», разработка технологических процессов изготовления РЭА с использованием ЭРИ смешанной комплектации, разработка технологических процессов изготовления электроуправляемых микрооптоэлектромеханических систем с изменяемым коэффициентом отражения, разработка методов и средств тестирования СФ-блоков и СБИС», шифр темы «МЭМС» использованы следующие результаты диссертационной работы:

разработанные методики испытаний образцов

микрооптоэлектромеханических систем (МОЭМС) по определению физико-механических (ИВЯФ.757644.068 ПМ) и теплофизических характеристик (ИВЯФ.757644.068 ПМ1);

исследованные зависимости прогиба и изгибной жесткости исполнительного элемента МОЭМС от приложенного внешнего воздействия;

- исследованные зависимости остаточных деформаций исполнительного элемента МОЭМС после операции травления «жертвенного» слоя;

- исследования характера нагрева и охлаждения МОЭМС в условиях высокого вакуума при управлении теплопроводностью и/или излучением поверхности с экранно-вакуумной изоляцией и без нее;

разработанный технологический процесс изготовления МОЭМС

ИВЯФ.431431.028.

Полученные экспериментальные результаты и разработки позволили коллективу центра изготовить опытные партии электроуправляемых МОЭМС и провести испытания по определению физико-механических и теплофизических характеристик.

По результатам работ подана заявка на изобретение РФ № 2012153091 от 07.12.2012 г.

Разработанная технология изготовления МОЭМС использована при выполнении работ по государственному контракту от 03.09.2011 № 754-Б041/11 при изготовлении радиочастотных микропереключателей (РМП), что позволило изготовить опытные образцы РМП.

Настоящий акт не является основанием для финансовых или иных претензий.

Зам. начальника центра ц10

Кривякин В.М.

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе

НИУ «Московский авиационный институт»

.т.н., проф. Куприков М.Ю. 2013 г.

об использовании результатов диссертационной работы аспиранта кафедры 404 Анурова Алексея Евгеньевича, посвященной моделированию и разработке

конструктивно-технологических решений при изготовлении микрооптоэлектромеханических

систем, в учебном процессе ФГБОУВПО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)».

В ФГБОУВПО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» при подготовке инженеров по специальности 210201, проводимом кафедрой 404 по дисциплине «Интегральные устройства радиоэлектроники», использованы следующие результаты диссертационной работы аспиранта Анурова А.Е.

1. Конструктивно-технологические варианты исполнительного элемента и упругих подвесов микрооптоэлектромеханической системы.

2. Конструкторские решения исполнительных элементов микрооптоэлектро-механической системы.

3. Технологические решения при изготовлении микрооптоэлектромеханической системы.

Указанные результаты использованы при проведении практических занятий и курсового проектирования для студентов группы 04-303 в 2011-2012 и 2012-2013 учебных годах и содержатся в учебном пособии к практическим занятиям и курсовому проектированию по дисциплине «Интегральные устройства радиоэлектроники», рассмотренном и одобренным кафедрой 404 (протокол № 1 от 01.09.2011).

Декан факультета №4 «Радиоэлектроника ЛА», д.т.н.^^^^^^^ Гаврилов К.Ю.

Заведующий кафедрой 404 «Конструирование, технология и производство РЭС»

д.т.н., профессор

Ученый секретарь: к.т.н., доцент

Ушкар М.Н. Чайка Ю.В. '

Приложение Б

Результаты испытаний образцов электроуправляемой ЭВИКА по определению физико-механических свойств

Результаты испытаний образцов электроуправляемой ЭВИКА по определению физико-механических свойств представлены в таблицах Б.1-Б.12.

Таблица Б.1 - Результаты испытаний ЭВИКА по определению изгибной жесткости

исполнительных элементов на кристалле

Номер кристалла Внешнее воздействие, мН Прогиб исполнительного элемента, мкм Изгибная жесткость исполнительного элемента, кН/м

Номер индента Среднее значение Номер индента Среднее значение

1 2 3 1 2 3

1 1 0.10 0.08 0.12 0.10 0.57 0.74 0.82 0.71

1.2 1.57 1.57 1.52 1.55 0.81 0.77 0.84 0.81

1.5 2.35 2.39 2.40 2.38 1.21 1.42 1.33 1.32

2 4.15 4.16 4.15 4.15 1.87 1.76 2.26 1.96

2.3 5.01 5.08 4.98 5.02 2.51 2.72 2.56 2.60

2 1 0.12 0.11 0.15 0.13 0.69 0.79 1.27 0.91

1.2 1.60 1.58 1.59 1.58 0.81 0.87 0.74 0.81

1.5 2.35 2.36 2.35 2.35 1.37 1.21 0.84 1.14

2 4.18 4.20 4.19 4.18 1.85 1.86 2.01 1.90

2.3 5.00 5.00 5.02 5.01 2.71 2.71 2.57 2.66

3 1 0.21 0.20 0.20 0.20 0.96 1.02 1.06 1.01

1.2 1.71 1.73 1.72 1.72 0.93 0.54 0.78 0.75

1.5 2.50 2.55 2.48 2.51 1.28 0.93 0.99 1.06

2 4.27 4.28 4.25 4.27 1.68 1.48 1.60 1.58

2.3 5.05 5.10 5.02 5.06 4.07 3.78 3.69 3.85

4 1 0.15 0.12 0.13 0.13 1.18 1.07 0.98 1.08

1.2 1.61 1.59 1.61 1.60 2.01 1.89 2.07 1.99

1.5 2.41 2.40 2.39 2.40 2.44 2.71 2.49 2.55

2 4.17 4.14 4.19 4.17 2.88 2.77 3.06 2.90

2.3 4.95 4.97 4.94 4.95 7.53 6.87 7.23 7.21

5 1 0.09 0.07 0.09 0.08 0.69 0.79 1.27 0.91

1.2 1.50 1.53 1.48 1.50 0.81 0.87 0.74 0.81

1.5 2.25 2.27 2.25 2.26 1.37 1.21 0.84 1.14

2 4.08 4.10 4.11 4.10 1.85 1.86 2.01 1.90

2.3 4.99 5.01 5.02 5.01 2.71 2.71 2.57 2.66

Таблица Б.2 - Усредненные результаты испытаний ЭВИКА по определению изгибной

жесткости исполнительных элементов на кристалле

Внешнее воздействие, мН Среднее значение прогиба исполнительного элемента, мкм Разброс параметра, % Среднее значение изгибной жесткости исполнительного элемента, кН/м Разброс параметра, %

1 0.13 9.1 0.92 5.17

1.2 1.59 1.9 1.03 10.75

1.5 2.38 1.44 1.44 9.83

2 4.17 0.58 2.05 6.88

2.3 5.01 0.31 3.8 10.98

Таблица Б.3 - Результаты испытаний ЭВИКА по определению изгибной жесткости

исполнительных элементов на кристалле 2

Номер кристалла Внешнее воздействие, мН Прогиб исполнительного элемента, мкм Изгибная жесткость исполнительного элемента, кН/м

Номер индента Среднее значение Номер индента Среднее значение

1 2 3 1 2 3

1 1 0.09 0.12 0.13 0.11 0.99 0.57 0.57 0.71

1.2 1.39 1.37 1.41 1.39 0.59 0.56 0.58 0.57

1.5 2.40 2.39 2.43 2.41 1.50 1.49 1.48 1.49

2 4.10 4.12 4.12 4.11 2.24 1.67 2.11 2.00

2.3 5.12 5.13 5.14 5.13 2.39 2.32 2.34 2.35

2 1 0.12 0.13 0.12 0.12 0.36 0.36 0.36 0.36

1.2 1.72 1.70 1.72 1.71 0.90 0.95 0.74 0.86

1.5 2.41 2.46 2.40 2.42 1.17 1.14 1.03 1.11

2 4.22 4.20 4.18 4.20 1.30 1.36 1.31 1.32

2.3 5.15 5.17 5.14 5.15 1.39 1.44 1.41 1.41

3 1 0.17 0.15 0.14 0.15 0.62 0.62 0.51 0.58

1.2 1.65 1.59 1.63 1.62 0.66 0.67 0.67 0.67

1.5 2.45 2.52 2.47 2.48 1.38 1.46 1.49 1.44

2 4.10 4.17 4.17 4.15 1.92 1.89 1.74 1.85

2.3 5.15 5.17 5.20 5.17 2.51 2.67 2.44 2.54

4 1 0.13 0.11 0.07 0.10 0.46 0.44 0.44 0.45

1.2 1.60 1.57 1.55 1.57 0.80 0.82 0.80 0.81

1.5 2.42 2.42 2.38 2.41 1.12 1.14 1.14 1.13

2 4.23 4.15 4.20 4.19 1.74 1.75 1.75 1.75

2.3 5.18 5.20 5.20 5.19 2.09 2.09 2.11 2.10

5 1 0.10 0.09 0.10 0.10 0.40 0.41 0.40 0.40

1.2 1.48 1.48 1.48 1.48 0.78 0.80 0.77 0.78

1.5 2.31 2.29 2.29 2.30 1.31 1.33 1.33 1.32

2 4.15 4.12 4.14 4.14 1.72 1.71 1.76 1.73

2.3 5.21 5.17 5.21 5.20 1.94 1.93 1.92 1.93

Таблица Б.4 - Усредненные результаты испытаний ЭВИКА по определению изгибной

жесткости исполнительных элементов на кристалле 2

Внешнее воздействие, мН Среднее значение прогиба исполнительного элемента, мкм Разброс параметра, % Среднее значение изгибной жесткости исполнительного элемента, кН/м Разброс параметра, %

1 0.12 5.53 0.50 8.10

1.2 1.55 2.90 0.74 5.44

1.5 2.40 1.05 1.30 4.67

2 4.16 0.35 1.73 5.06

2.3 5.17 0.22 2.07 6.84

Таблица Б.5 - Результаты испытаний ЭВИКА по определению изгибной жесткости

исполнительных элементов на пластине

Номер кристалла Внешнее воздействие, мН Средний прогиб исполнительного элемента, мкм Средняя изгибная жесткость исполнительного элемента, кН/м

1 0.13 0.92

1.2 1.59 1.03

1 1.5 2.38 1.44

2 4.17 2.05

2.3 5.01 3.8

1 0.12 0.50

1.2 1.55 0.74

2 1.5 2.40 1.30

2 4.16 1.73

2.3 5.17 2.07

Таблица Б.6 - Усредненные результаты испытаний ЭВИКА по определению изгибной

жесткости исполнительных элементов на пластине

Внешнее воздействие, мН Среднее значение прогиба исполнительного элемента, мкм Разброс параметра, % Среднее значение изгибной жесткости исполнительного элемента, кН/м Разброс параметра, %

1 0.13 2.72 0.71 16.14

1.2 1.57 0.89 0.89 9.95

1.5 2.39 0.29 1.37 3.44

2 4.17 0.08 1.89 5.52

2.3 5.09 1.09 2.94 16.10

Таблица Б.7 - Результаты испытаний ЭВИКА по определению деформации исполнительных

элементов на кристалле 1

Номер кристалла Номер измерения н1д, мкм Н1сР Н д> мкм мкм тт2ср Н д> мкм Нд, мкм Нсрд, мкм Нр, мкм Нсрр, мкм Нз, мкм Нсрз, мкм Нпр, мкм Нсрпр мкм

1 3.8 4.0 4.0 2 8.8 3.5 5.1 6

1 2 4.2 4.00 4.1 4.03 8.7 8.73 3.6 3.57

3 4.0 4.0 8.7 3.6

1 3.2 3.7 3.3 3 8.5 3.5 5.0 3

2 2 3.3 3.13 3.4 3.53 8.6 8.50 3.4 3.47

3 2.9 3.5 8.4 3.5

1 3.7 3.4 3.6 9 3.53 8.2 3.6 4.7 3

3 2 3.8 3.70 3.7 3.67 8.2 8.23 3.5 3.50 5.00

3 3.6 3.9 8.3 3.4

1 2.9 3.1 3.1 2 8.7 3.6 4.9 3

4 2 3.0 2.93 3.5 3.30 8.3 8.50 3.6 3.57

3 2.9 3.3 8.5 3.5

1 3.4 3.5 3.5 0 8.7 3.7 5.1 3

5 2 3.3 3.43 3.6 3.57 8.8 8.70 3.5 3.57

3 3.6 3.6 8.6 3.5

Таблица Б.8 - Усредненные результаты испытаний ЭВИКА по определению деформации

исполнительных элементов на кристалле 1

Номер кристалла Нд, мкм Разброс параметра, % Нпр, мкм Разброс параметра, %

1 4.02 0.26 5.16

2 3.33 4.01 5.03

3 3.69 0.29 4.73 1.35

4 3.12 3.96 4.93

5 3.5 1.39 5.13

Таблица Б.9 - Результаты испытаний ЭВИКА по определению деформации исполнительных

элементов на кристалле 2

Номер Номер н1д, Н1сР Н д, Н» тт2ср Н д, НсР Н д, Нр, Нсрр, Нз, Нсрз, Нсрпр

кристалла измерения мкм мкм мкм мкм мкм мкм мкм мкм мкм мкм мкм мкм

1 4.5 5.2 8.1 8.2 3 3.4 3.4 3 4.8 0

1 2 4.8 4.57 4.7 4.90 4.74 8.3 3.4

3 4.4 4.8 8.3 3.5

1 4.3 4.8 8.2 8.3 0 3.5 3.5 0 4.8 0

2 2 4.7 4.53 4.8 4.87 4.70 8.3 3.4

3 4.6 5.0 8.4 3.6

1 4.7 5.1 8.2 8.1 7 3.2 3.2 0 4.9 7

3 2 4.3 4.43 5.0 5.07 4.75 4.80 8.1 3.3 4.94

3 4.3 5.1 8.2 3.1

1 4.5 4.8 8.0 8.2 3 3.4 3.0 7 5.1 6

4 2 4.8 4.77 5.3 5.00 4.89 8.3 3.4

3 5.0 4.9 8.4 3.3

1 4.9 4.7 7.9 8.0 3 3.2 3.0 7 4.9 6

5 2 5.0 4.87 5.0 4.93 4.90 8.0 3.0

3 4.7 5.1 8.2 3.0

Таблица Б.10 - Усредненные результаты испытаний ЭВИКА по определению деформации

исполнительных элементов на кристалле 2

Номер кристалла Нд, мкм Разброс параметра, % Нпр, мкм Разброс параметра, %

1 4.74 2.38 4.80

2 4.70 2.47 4.80

3 4.75 4.46 4.97 1.16

4 4.89 1.63 5.16

5 4.90 0.43 4.96

Таблица Б.11 - Результаты испытаний ЭВИКА по определению деформации исполнительных элементов на пластине

Номер кристалла Нсрд, мкм Нсрр, мкм Нсрз, мкм Нсрпр, мкм

1 4.17 8.53 3.54 4.97

2 8.19 3.25

Таблица Б.12 - Усредненные результаты испытаний ЭВИКА по определению деформации

исполнительных элементов на пластине

Номер кристалла Нд, мкм Разброс параметра, % Нпр, мкм Разброс параметра, %

1 3.53 3.43 5.00 1.35

2 4.80 0.75 4.94 1.56

Приложение В Результаты испытаний электроуправляемой ЭВИКА по определению теплофизических характеристик

Результаты испытаний электроуправляемой ЭВИКА по определению теплофизических характеристик при повышенных температурах представлены в таблицах В.1-В.3. Таблица В.1 - Время нагрева и охлаждения исследуемых точек ЭВИКА до заданных

температур

№ измерения Температура, К Время нагрева образцов Время остывания образцов

Эталон с экранно-вакуумной изоляцией без экранно-вакуумной изоляции Эталон с экранно-вакуумной изоляцией без экранно-вакуумной изоляции

т0, мин т1, мин т2, мин т3, мин т4, мин т5, мин тб, мин т7, мин т8, мин т9, мин

1 433 17 28 29 19 18

293 105 142 150 130 126

2 433 18 30 30 20 19

293 107 138 137 122 127

3 433 19 25 26 21 20

293 102 140 142 131 129

Таблица В.2 - Разброс температур по исследуемым точкам ЭВИКА при испытании на повышенных температурах образцов с экранно-вакуумной изоляцией и без изоляции

Время Температура образца

Эталон с экранно-вакуумной изоляцией без экранно-вакуумной изоляции

т, мин Т0, К Т1, К Т2, К Т3, К Т4, К

3 320 324 325 322 322

5 350 333 333 347 347

10 398 360 359 374 373

18 433 378 378 399 399

20 452 395 395 433 433

30 485 433 433 451 452

45 410 381 382 373 375

90 364 343 347 343 350

120 326 323 325 323 325

130 293 293 293 293 293

Таблица В.3 - Усредненные результаты измерения температур в исследуемых точках ЭВИКА при испытании на повышенных температурах образцов с экранно-вакуумной изоляцией и без изоляции

Среднее значение Погрешность

Измеряемый параметр измеряемого методики

параметра, К измерения, %

Эталон, Т0 383.1 3.7

с экранно-вакуумной изоляцией Т1 356.3 3.3

с экранно-вакуумной изоляцией Т2 357 3.5

без экранно-вакуумной изоляции Т3 365.8 3.6

без экранно-вакуумной изоляции Т4 366.9 3.8

Результаты испытаний электроуправляемой ЭВИКА по определению теплофизических характеристик при пониженных температурах представлены в таблицах В.4-В.6.

Таблица В.4 - Время охлаждения и свободного нагрева исследуемых точек ЭВИКА до

заданных температур образцов с экранно-вакуумной изоляцией и без изоляции

№ измерения Температура, К Время охлаждения образцов Время нагрева образцов

Эталон с экранно-вакуумной изоляцией без экранно-вакуумной изоляции Эталон с экранно-вакуумной изоляцией без экранно-вакуумной изоляции

То, мин Т1, мин Т2, мин Т3, мин Т4, мин Т5, мин Т6, мин Т7, мин Т8, мин Т9, мин

1 153 3 5 5 3'50" 3'50"

293 48 80 81 53 52

2 153 3 5 5 4 4

293 49 81 80 55 55

3 153 3 5 5 3'30" 3'30"

293 45 78 78 51 50

Таблица В.5 - Разброс температур по исследуемым точкам ЭВИКА при испытании образцов на пониженные температуры

Время Температура образца

Эталон с экранно-вакуумной изоляцией без экранно-вакуумной изоляции

т, мин Т0, К Т1, К Т2, К Т3, К Т4, К

1 230 274 273 245 245

2 180 222 222 207 207

3 153 200 199 177 176

4 142 174 174 153 153

5 139 153 153 147 148

10 207 192 190 197 196

20 245 230 228 237 234

40 267 256 255 265 261

60 288 272 272 286 283

85 293 293 293 293 293

Таблица В.6 - Усредненные результаты измерения температур в исследуемых точках ЭВИКА при испытании на пониженные температуры образцов с экранно-вакуумной изоляцией и без изоляции

Среднее значение Погрешность

Измеряемый параметр измеряемого методики

параметра, К измерения, %

Эталон, Т0 219.6 4.1

с экранно-вакуумной изоляцией Т1 226.6 3.9

с экранно-вакуумной изоляцией Т2 225.9 3.7

без экранно-вакуумной изоляции Т3 220.7 3.8