Разработка и исследование методов и средств проектирования микросистем с интегральными термоэлементами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.27.01, кандидат технических наук Кравченко, Ирина Владимировна

• Кравченко, Ирина Владимировна
• кандидат технических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат технических наук Кравченко, Ирина Владимировна

ВВЕДЕНИЕ.

1. АКТЮАТОРНЫЕ И СЕНСОРНЫЕ ТЕРМОЭЛЕМЕНТЫ: СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ РАЗРАБОТОК.

1.1. Актюаторные термоэлементы.

1.2. Моделирование актюаторных термоэлементов.

1.2.1. Тепловые актюаторы на основе линейного расширения.

1.2.2. Тепловые актюаторы на основе биморфных балок.

1.3. Сенсорные термоэлементы.

1.3.1. Интегральные инерционные датчики.

1.3.2. Интегральные термоакселерометры.

1.4. Моделирование свободной конвекции.

1.4.1. Анализ размерных эффектов при свободной конвекции в микрокамере.

1.4.2. Приближение Буссинеска для конвективного движения газа.

1.5. Выводы.

1.6. Постановка задач диссертационной работы.

2. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ИНТЕГРАЛЬНОГО ТЕРМОАКТЮАТОРА.

2.1. Разработка конструкции интегрального актюатора поворота на основе биморфной балки

2.2. Моделирование биморфного термоактюатора.

2.3. Оценка погрешности модели.

2.4. Расчет количества витков биморфной балки.

2.5. Оценка быстродействия термоактюатора.

2.6. Анализ результатов моделирования.

2.7. Выводы.

3. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ИНТЕГРАЛЬНОГО ТЕРМОАКСЕЛЕРОМЕТРА.

3.1. Разработка модели термоакселерометра.

3.1.1. Расчет перепада давления в герметичной микрокамере при внешнем ускорении.

3.1.2. Разработка модели распределения температуры в герметичной 4 микрокамере.

3.1.3. Расчет температуры нагревателя.

3.1.4. Оценка быстродействия микроакселерометра.

3.2. Анализ результатов моделирования и выработка рекомендаций по проектированию.

3.3. Экспериментальный образец интегрального термоакселерометра.

3.4. Разработка конструкции интегрального термоакселерометра.

3.5. Выводы.

4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИК ПРОЕКТИРОВАНИЯ МИКРОСИСТЕМ С ИНТЕГРАЛЬНЫМИ

ТЕРМОЭЛЕМЕНТАМИ.

4.1. Методика проектирования биморфного термоактюатора.

4.2. Методика проектирования конвективного акселерометра.

4.3. Пакет прикладных программ CONVECTION для моделирования свободной конвекции в герметичной микрокамере.

4.4. Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и исследование методов и средств проектирования микросистем с интегральными термоэлементами»

Микросистемная техника (МСТ) является в настоящее время одним из наиболее развивающихся междисциплинарных научно-технических направлений. Стремительное развитие МСТ-технологий за последние годы показало огромный потенциал этой области и позволило реализовать множество элементов, которые невозможно изготовить с использованием макротехнологий [1]. Многие страны объявили микросистемную технологию одним из важных пунктов своей национальной программы

4 развития [2, 3]. Темпы роста мирового рынка составляют порядка 20% в год и, согласно прогнозам [4-6], в 2005 году объем продаж составит 65 млрд. долл. В приоритетные направления развития науки и техники Российской Федерации в состав критических технологий Федерального уровня включена микросистемная техника [2].

Микросистемы изготавливаются по технологии интегральных схем (ИС). Именно интегральная технология позволила в сотни раз снизить стоимость микросистем [1, 7, 8]. Первыми элементами МСТ, появившимися в 80-х годах, были датчики давления и акселерометры. В последние 5 лет в МСТ-индустрии наблюдается бурный рост благодаря разработке новых продуктов, таких как оптические ключи, дисплеи с плоским экраном и различные датчики. Прогнозируемый большой рынок сбыта для МСТ продуктов является причиной высокого интереса к исследованиям в области МСТ [1, 3, 7-10].

Технологии изготовления МСТ делятся на 2 типа: технологии поверхностной и объемной обработки. Поверхностную обработку используют для создания 2Б-структур на кремниевых подложках [9]. Объемные технологии, такие как DIRE (Deep Reactive Iron Etch) и LIGA (акроним из немецких слов - lithography, electroplating, and molding), позволяют создавать структуры с большим аспектным соотношением [11-16].

Характеристические размеры элементов МС обычно составляют порядка 100 мкм. В макромире процессы теплопередачи являются достаточно инерционными [17], однако, благодаря малым характеристическим размерам, рабочая частота для микросистем с термоэлементами достигает сотни герц [18, 19]. Основным достоинством термоэлементов является их конструктивная и технологическая простота, большая вырабатываемая актюаторами сила по сравнению с другими типами активации элементов МСТ [20-27] и отсутствие подвижных частей для большинства сенсорных МСТ с термоэлементами [28-34], что позволяет значительно повышать их предельные нагрузки.

Важнейшей особенностью микросистем является то, что их разработка связана с различными областями физики, такими как механика, электромагнетизм, гидродинамика, теория упругости и другие. Однако теории, пригодные для макрообъектов, не всегда корректны для описания поведения объектов в микромире [18, 19, 35-40].

Поэтому разработка моделей интегральных элементов, позволяющих учитывать их размеры, является одним из основных направлений развития МСТ. Моделирование позволяет определять механические и физические параметры элементов, находить оптимальные конструктивные соотношения, не прибегая к экспериментальным исследованиям. Также не всегда возможно измерить такие физические величины, как температурное поле или распределение скорости в потоке газа в микромасштабе, не внося в них изменений. Однако данные величины играют важную роль в термосенсорах, которые построены на конвективной теплопередаче.

Поэтому разработка и исследование микросистем с интегральными актюаторными и сенсорными термоэлементами и методик их моделирования и проектирования является актуальной задачей.

Целью данной диссертационной работы является разработка и исследование микросистем с интегральными актюаторными и сенсорными термоэлементами, разработка методик моделирования и проектирования микросистем с термоэлементами.

Поставленная цель определяет следующие задачи:

- разработка и исследование конструкций и технологических маршрутов изготовления микросистем с интегральными актюаторными и сенсорными термоэлементами;

- разработка и исследование физико-топологических и механических моделей микросистем с интегральными актюаторными и сенсорными термоэлементами;

- разработка методик моделирования микросистем с интегральными термоэлементами;

- разработка методик проектирования микросистем с интегральными термоэлементами.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

- разработана механическая модель интегрального термоактюатора на основе биморфной балки, учитывающая физические и геометрические параметры балки;

- разработана двумерная физико-топологическая модель интегрального акселерометра на основе конвекции для двух режимов работы (акселерометра и инклинометра), позволяющая определять распределение температуры внутри герметичной микрокамеры с учетом внешнего ускорения и наклона относительно горизонта;

- выполнен теоретический анализ результатов моделирования термоакселерометра, который позволил выработать рекомендации по проектированию рабочей микрокамеры и топологических параметров термоэлементов.

Предложенные интегральные сенсорные и актюаторные термоэлементы МСТ, методики моделирования и проектирования могут быть использованы при проектировании высоконадежных микросистем с интегральными термоэлементами.

Основные результаты работы докладывались: на VI-VIII Международных научно-технических конференциях «Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники» (с. Дивноморское, 1999-2002 гг.); VIII Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электроника и энергетика» (г. Москва, 2002 г.); на 48 научно-технической конференции ТРТУ (г. Таганрог, 2003 г.); на второй Всероссийской дистанционной научно-технической конференции «Электроника» (г. Москва, 2003 г.).

По теме исследований опубликовано 10 печатных работ, в ВНИИТЦ зарегистрировано 9 отчетов о НИР, выполненных при участии автора.

Основные положения, выносимые на защиту:

- интегральная конструкция актюатора на основе биморфной балки;

- механические модели интегрального актюатора на основе биморфной балки;

- интегральная конструкция акселерометра на основе конвекции; двумерная физико-топологическая модель интегрального акселерометра на основе конвекции для двух режимов работы (акселерометра и инклинометра), учитывающая угол наклона и внешнее ускорение; модели, позволяющие оценить быстродействие термоактюатора и акселерометра на основе конвекции; методики проектирования интегрального актюаторного термоэлемента (термоактюатор на основе биморфной балки); методики проектирования сенсорной микросистемы на основе термоэлементов (акселерометр на основе конвекции).

Заключение диссертации по теме «Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и нано- электроника на квантовых эффектах», Кравченко, Ирина Владимировна

3.5. Выводы

Разработана модель, позволяющая рассчитывать распределение температуры в герметичной микрокамере, заполненной газом, с учетом внешнего ускорения и угла наклона относительно земли. На основе полученной модели разработана программа, позволяющая моделировать распределение температуры в герметичной микрокамере с учетом конвекции, ускорения и угла наклона относительно горизонта.

На основе результатов моделирования был проведен анализ влияния размеров камеры и температуры нагревателя на распределение температуры в микрокамере, а также на разность температур, регистрируемой датчиками, при внешнем ускорении. Проведенный анализ позволил выработать рекомендации по проектированию микроакселерометра.

Разработана аналитическая модель, позволяющая оценить температуру нагревателя в зависимости от размеров моста, на котором он находится, а

• также напряжения питания и сопротивления нагревателя.

Полученная модель позволяет оценить влияние габаритов моста и параметров резистора на максимальную температуру резистора.

Разработана конструкция интегрального акселерометра с учетом результатов моделирования и особенностей технологии изготовления, применяемой в НИИ МВС ТРТУ.

Основным достоинством данной конструкции является ее технологичность, поскольку в разработанной конструкции роль микрокамеры выполняет герметичный корпус микросхемы. Это позволило увеличить объем микрокамеры, что привело к увеличению чувствительности акселерометра. По приведенным в главе 3.4 расчетам, чувствительность акселерометра на порядок выше, чем у аналогов приведенных в [31, 32].

4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИК ПРОЕКТИРОВАНИЯ МИКРОСИСТЕМ С ИНТЕГРАЛЬНЫМИ ТЕРМОЭЛЕМЕНТАМИ

4.1. Методика проектирования интегрального биморфного термоактюатора

Разработанная методика проектирования биморфного термоактюатора поворота, позволяющая учесть физико-топологические параметры балки, содержит следующие этапы:

1°. Исходные данные:

- максимальный угол поворота

- максимальная разность температур во включенном и выключенном состояниях актюатора;

- минимальная вырабатываемая сила;

- минимальная ширина поликремния hsi биморфной балки;

- максимально допустимая занимаемая площадь S.

2°. В соответствии с выражением (2.24) задается минимальная ширина алюминия hAi, необходимая для работы актюатора.

3°. В соответствии с выражением (2.19) рассчитывается необходимая длина биморфной балки /.

4°. Задается начальный радиус R0 в соответствии с критерием:

4.1) где А - минимальный топологический размер.

5°. Задается число витков спирали п и погрешность определения числа витков delta.

6°. Рассчитывается минимальный шаг спирали d по выражению: d = 2{h + z)\ (4.2)

ГвЛ2

Ro; (4.3) где h - ширина биморфной балки; z - расстояние между соседними витками.

7°. В соответствии с выражением (2.38) оценивается количество витков биморфной балки п \

8°. Если |пп\ < delta, то осуществляется переход в пункт 9°, иначе п = п' и осуществляется переход в пункт 6°.

9°. Рассчитывается занимаемая актюатором площадь S'. Если S'>S, то уменьшается начальный радиус R0 в sJS'/S раз и осуществляется переход в пункт 4°.

10°. По выражению (2.46) рассчитывается необходимая мощность для нагрева балки на заданную температуру.

11°. Для оценки быстродействия, рассчитывается время остывания балки, по выражению: t = -ln fT(t)-T0)l cpl2hwp

KTh~TQ J2 kSihw + l2kc (iw + h) где Т0 — температура окружающей среды; Г/, — максимальная температура балок; р - плотность; ср - удельная теплоемкость; / - длина балки; h — ширина балки; w — высота балки; ksi - теплопроводность кремния; кс - коэффициент конвективной теплопередачи.

Разработанная методика позволяет рассчитать требуемые геометрические размеры биморфной балки в зависимости от угла поворота актюатора, разности температур во включенном и выключенном состояниях актюатор и максимальной занимаемой площади.

4.2. Методика проектирования интегрального конвективного акселерометра

Разработанная методика проектирования акселерометра, основанного на конвекции, позволяющая учесть габариты камеры и параметры нагревателя, такие, как сопротивление, толщину и ширину моста, содержит следующие этапы:

1°. Исходные данные:

- максимальное измеряемое ускорение амакс;

- чувствительность акселерометра S0;

- напряжение питания нагревателя;

- удельное поверхностное сопротивление резистора нагревателя;

-параметры сенсоров температуры: удельное сопротивление и тепловой коэффициент удельного сопротивления терморезисторов Q.

- физические свойства газа: теплопроводность, удельная теплоемкость, плотность, коэффициент объемного расширения;

3°. Используя выражение (3.38), рассчитывается перегрев нагревателя относительно корпуса Ттах.

4°. Рассчитывается минимальная высота рабочей камеры h в соответствии с выражением [86]: h = max

4.5) где амакс задается в единицах g\ Р — коэффициент объемного расширения газа; Т] — кинематическая вязкость газа; g - ускорение свободного падения; Gr —число Грассгофа (задается около 300, для того чтобы зависимость разности температур от ускорения была линейной). При этом высота прослойки газа, расположенной под нагревателем, не входит в рассчитываемую высоту. Высота камеры должна быть более 10 мкм [86].

5°. Учитывая полученную высоту, рассчитываются габариты камеры в соответствии с критериями: l>AhmV

4.6) w>4/2min;

4.7) где 1 - длина камеры; w - ширина; hmin =10 мкм.

6°. Задаются координаты сенсоров температуры. Если ширина камеры менее 2 мм, то расстояния между датчиками температуры и нагревателем

7°. С использованием разработанного пакета программ CONVECTION рассчитывается зависимость разности температур в координатах расположения датчиков, определенных в пункте 6°, от ускорения.

8°. Рассчитывается относительная чувствительность акселерометра в соответствии с выражением: s = (\ + QdTMaKC/2)^ амакс S где dTMaKC - разность температур при максимальном ускорении.

9°. Сравниваются рассчитанная чувствительность акселерометра с заданной. Если S > So, то осуществляется переход к пункту 11°, иначе - к пункту 10°.

10°. Уменьшить сопротивление резистора нагревателя So/S раз и осуществляется переход к пункту 3°.

11°. Используя зависимости температур, полученные в пункте 7°, рассчитывается зависимость удельного сопротивления от направления и величины ускорения.

Методика приведена для конструкции, в которой в качестве сенсоров температуры используются терморезисторы, а резистор нагревателя имеет прямоугольную форму.

Разработан пакет прикладных программ (111111) CONVECION, позволяющий моделировать распределение температуры в герметичной микрокамере. В основу 111111 положен итерационный алгоритм, позволяющий численно решить систему дифференциальных уравнений, которая состоит из уравнения теплопроводности и уравнения Навье -Стокса в приближении Буссинеска. Входными данными являются:

- физические свойства газа, такие, как плотность, теплопроводность, удельная теплоемкость, коэффициент объемного расширения;

- параметры микрокамеры: высота и ширина микрокамеры, температура ее стенок, координаты расположения и ширина нагревателя, а также его температура;

- внешние воздействия: ускорение и угол наклона относительно земли. Программа рассчитывает влияние угла наклона и внешнего ускорения на распределение температуры в микрокамере, что позволяет определять основные параметры микроакселерометра, такие, как координаты датчиков температуры, габариты микрокамеры и температуру нагревателя. Интерфейс программы CONVECTION описан в приложении 2.

1. Предложена методика проектирования биморфного актюатора, позволяющая рассчитать требуемые геометрические размеры биморфной балки в зависимости от угла поворота актюатора, и максимальной занимаемой площади

2. Предложена методика проектирования интегрального конвективного акселерометра, позволяющая рассчитать требуемые параметры микрокамеры, нагревательного элемента и сенсоров температуры.

3. Разработан 111111 CONVECTION, позволяющий рассчитывать зависимость разности температур, регистрируемой сенсорами, от ускорения или угла наклона, при различных габаритах микрокамеры и температуре нагревателя.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения теоретических и экспериментальных исследований в рамках диссертационной работы решены следующие задачи и получены следующие результаты:

1. Разработана конструкция интегрального термоактюатора на основе биморфной балки, изготавливаемого на основе планарной MUMPs технологии.

2. Разработаны аналитические модели интегрального термоактюатора на основе биморфной балки, позволяющие ощенить угол поворота, вырабатываемую силу и быстродействие.

3. Разработана численная двумерная модель для стационарного случая, позволяющая рассчитывать распределение температуры в микрокамере термоакселерометра, на основе уравнения Навье - Стокса в приближении Буссинеска и уравнения теплопроводности.

5. Получена аналитическая модель, позволяющая оценить температуру нагревателя при задании габаритов, теплопроводности моста и сопротивления нагревающего резистора в зависимости от подаваемого напряжения.

6. Разработана методика и пакет программ моделирования распределения температуры в микрокамере, заполненной газом.

7. На основе анализа полученных результатов моделирования усовершенствована конструкция интегрального акселерометра на основе конвекции.

8. Разработана методика проектирования предложенного интегрального термоактюатора на основе биморфной балки.

9. Разработана методика проектирования интегрального акселерометра на основе конвекции.

В ходе выполнения диссертационной работы полученные результаты нашли практическое применение в научно-исследовательских работах №№ 13056/4, 13460, 13461, 13462, 13463, 13056, выполняемых в период с 2001 по 2003 г. в учебно-научно-техническом центре факультета электроники и приборостроения (УНТЦ ФЭП) и кафедре конструирования электронных средств (КЭС), в учебном процессе ТРТУ в курсах «Компоненты микросистемной техники», «Специальные разделы физики».

По результатам диссертационной работы в НИИ МВС изготовлены экспериментальные образцы интегральных микроакселерометров на основе конвекции.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Кравченко, Ирина Владимировна, 2004 год

1. В.Д. Вернер, П.П. Мальцев, И.А. Пурцхванидзе. Организация формирования и реализации национальных и региональных программ по микросистемам и нанотехнологиям // Микросистемная техника. 2002. № 12C.9-11.

2. Rick Cook. Smart artillery shells promise a major MEMS device market.

3. URL: httpWwww.smalltimes.com.

4. В.Д. Вернер, И.А. Пурцхванидзе. Микросистемы: проблемы и решения. //Микросистемная техника. 2002. № 10 С.13-17.

5. Bacher W et al (1995). The LIGA technique and its potential for microsystems A survey // IEEE Trans, on Industrial Electronics 42: 431441.

6. G. Fedder. MEMS Fabrication // Proceedings of the IEEE International Test Conference (ITC '03), Sep. 30-0ct. 2, 2003, Charlotte, North Carolina

7. В. В. Лучинин, Ю. M. Таиров, А. А. Васильев. Особенности материаловедческого и технологического базиса микросистем // Микросистемная техника. -1999. -№1. -С. 7-11.

8. Мальцев П. П., Телец В. А. Никифоров А. Ю. Технология и изделия микроэлектромеханики // Микросистемная техника. 2001. -№10.-С. 25-27.

9. D. A. Koester, R. Mahadevan, В. Hardy, К. W. Markus. MUMP Design Handbook. Revision 6.0. URL: http://www.memsrus.com/cronos

10. W. Ehrfeld, V. Hessl, H. Lowe, Ch. Schulz, L. Weber. Materials of LIGA technology // Microsystem Technology. -1999. №5. - pp. 105-112.

11. A. Both, W. Bacher, М/ Heckele, K.-D. Muller, R. Ruprecht, M. Strohrmann. Fabrication of LIGA-acceleration sensors by aligned molding // Microsystem Technology. -1996. №2. - pp. 104-108

12. W. Menz, W. Bacher, O. F. Hagena, J. Mohr, D. Seidel. Combination of LIGA with other microstructure technologies // Microsystem Technology. -1996.-№2.-pp. 162-166.

13. B.A. Колясников, Т.Я. Рахимбабаев. Микрожидкостные системы и их реализация с использованием LIGA-технологии // Микросистемная техника. -1999. -№1. С. 15-21.

14. И.В. Годовицын, Н.А. Шелепин, Г.А. Лыженкова. Формирование поверхностных микромеханических структур из пленок поликремния // Известия вузов. Электроника. 1997. — №2. — С. 49-54.

15. Самарский А. А., Вабищевич П. Н. Вычислительная теплопередача. Издательство: Едиториал УРСС, 2003 г. 784 стр.

16. Zeng-Yuan Guo "Size Effect on Microscale Flow and Heat Transfer". URL: http://l95.15.67.226/ext/heattransfer/public/

17. Zeng-Yuan Guo, Zhi-Xin Li, Xiao-Bing Luo "Size effect on free convection in a square cavity" URL: httpWwww.ichmt.org/abstracts/MECT-02

18. Moulton, G.K. Ananthasuresh. Micromechanical devices with embedded electro-thermal-compliant actuation // Sensors and Actuators. A 90.-2001.-pp. 38-48.

19. A. Oz and G. Fedder. CMOS Electrothermal Lateral Micromovers for Actuation and Self-Assembly // Proceedings of the 2003 SEM Annual Conference on Experimental and Applied Mechanics (SEM Annual '03), June 2-4, 2003, Charlotte, North Carolina.

20. E. T. Carlen, С. H. Mastrangelo. Electrothermally activated paraffin microactuators // Journal of Microelectromechanical Systems, Vol.11, Issue.3, June 2002, pp.215-221.

21. J. Jonsmann, O. Sigmund, and S. Bouwstra. Compliant electro-thermal microactuators // IEEE Conf. on Micro Electro Mechanical Systems, Orlando, FL, 1999, pp. 588-592.

22. Adisorn Tuantranont, Li-Anne Liew, Victor M. Bright, Jianglong Zhang, Wenge Zhang, Y. C. Lee. Bulk-etched surface micromachined and flip-chip integrated micromirror array for infrared applications. URL: http:// www.ieee.org

23. Bruce К. Gale. Mechanical MEMS. Fundamentals of Micromachining. URL: http://www.eng.utah.edu/

24. Types of Temperature Sensors. URL: http://www.temperatures.com.29. 2004 Sensor Survey: What Do You Use Most? URL:http://www.tempsensor.net.

25. U.A. Dauderstadt, P.J. French. A Thermal Accelerometer. URL: http://www.stw.nl.

26. R. Allan. Heat Convection Yields Integrated CMOS MEMS Accelerometer // (Technology Information) Electronic Design. -2001. July 9.

27. Иоффе А. Ф. Полупроводниковые термоэлементы. Л.: Изд. академии наук СССР. 1959. - 103 с.

28. MOVING WITH HEAT. European Semiconductor. URL: http://www.eurosemi.eu.com

29. Горнев E. С., Зайцев H.A., Вавилов M. Ф., Романов И. М. Моделирование элементов микромеханики. Часть I // Микросистемная техника. -2002. -№10. С. 18-25.

30. Горнев Е. С., Зайцев Н. А., Вавилов М. Ф., Романов И. М. Моделирование элементов микромеханики. Часть II // Микросистемная техника. -2002. -№11. С. 2-5.

31. Y. Islamoglu, С. Parmaksizoglu. Numerical investigation of convective heat transfer and pressure drop in a corrugated heat exchanger channel // Applied Thermal Engineering 24 (2004) 141-147.

32. Y. Asako, M. Faghri, Finite-volume solution for laminar flow and heat transfer in a corrugated duct // Transaction of the ASME Journal of Heat Transfer 109 (1987) 627-634

33. R.C. Xin, W.Q. Tao. Numerical prediction of laminar flow and heat transfer in wavy channels of uniform crosssection area // Numerical Heat Transfer 14(1988)465-481.

34. Z-X. Yuan, W.-Q. Tao, Q.-W. Wang. Numerical prediction for laminar forced convection heat transfer in parallelplate channels with stream wise-periodic rod disturbances // International Journal of Numerical Method in Fluids 28 (1998) 1371-1387.

35. John H. Comtois, M. Adrian Michalicek, Carole Craig Barron. Fabricating Micro-Instruments in Surface-Micromachined Polycrystalline Silicon // Proceedings of the 43rd International Instrumentation Symposium Instrument Society of America, 1997.

36. M. Adrian Michalicek. Introduction to MEMS. URL: http://mems.colorado.edu.

37. Nilesh Mankame, G. K. Ananthasuresh. The Effect of Thermal Boundary щ Conditions and Scaling on Electro-Thermal-Compliant Micro Devices.

38. URL: http://www.comppub.com.

39. R. Yeh, R. A. Conant, K.S.J. Pister. Mehanical digital-to-analog converters. URL: http://www.bsac.eecs.berkeley.edu.

40. G. Fedder and R. T. Howe. Thermal Assembly of Polysilicon Microstructures // Proceedings of the 4th IEEE International Workshop on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS '91), pp. 63-68, Jan. 30-Feb. 2, 1991, Nara, Japan.

41. F. G. Tseng. Lecture 7-1 MOSIS/SCNA Design Example Piezoresistive type Accelerometer I. URL: http://www.ess.nthu.edu.tw.

42. F. G. Tseng. Lecture 7-2 MOSIS/SCNA Design Example Piezoresistive type Accelerometer II. URL: http://www.ess.nthu.edu.tw.

43. F. G. Tseng. Lecture 7-3 MOSIS/SCNA Design Example Piezoresistive type Accelerometer III. URL: http://www.ess.nthu.edu.tw.

44. Jack W. Judy, Richard S. Muller, Hans H. Zappe. Magnetic Microactuation of Polysilicon Flexure Structures. // Solid-State Sensor and Actautor Workshop Hilton Head, South Carolina, June 13-16, 1994.

45. Heatuator PCell. URL: http://www.sfu.ca.

46. F. G. Tseng. Lecture 9-1 Thermal Actuators. URL: http://www.ess.nthu.edu.tw.

47. T. Ebefors, J. Mattsson, E. K.Ivesten, G. Stemme. Three dimensional microstructures based on polyimide joints.

48. URL: http://www.s3.kth.se/mst/research.

49. T. Ebefors, E. Kalvesten, C. Vieider, G. Stemme. New robust small radius joints based on thermal shrinkage of polyimide in V-grooves.

50. URL: http://www.s3 .kth.se/mst/research.

51. Thorbjorn Ebefors, Johan Mattsson, Edvard Kalvesten, Goran Stemme. New small radius joints based on thermal shrinkage of polyimide in V-grooves for robust self-assembly 3D microstructures // J. Micromech. Microeng. 8(1996), pp. 188-194.

52. Michael J. Riezenman. In Search of Transparent Networks // IEEE Spectrum online. URL: http://www.spectrum.ieee.org

53. URL: http://www.memsrus.com.

54. URL: http://www.coventor.com.

55. Коноплев Б.Г., Лысенко И. E. Моделирование интегральной микросборки элементов МОЭМС с использованием шарниров на основе полиимида // «Перспективные информационные технологии и интеллектуальные системы», 2001 -№4(8).- С.52-58.

56. Кухлинг X. Справочник по физике: Пер. с нем. -М.: Мир, 1982.-520 с.

57. Ландау Л.Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика. В 10-ти т. Т. VII. Теория упругости: Учеб. пособие. — 4-е изд., испр. и доп. — М.: Наука. Гл.ред. физ.-мат. лит., 1987. — 248 с.

58. S. V. Iyer and Т. Mukherjee, Numerical Spring Models for Behavioral Simulation of MEMS Inertial Sensors // Design, Test, Integration and Packaging of MEMS/MOEMS (DTIP '00), pp. 55-62, May 9-11, 2000, Paris, France.

59. Новикова С.И. Тепловое расширение твердых тел. — М., Изд-во «Наука», 1974.-291 с.

60. Гордов А.Н., Жагулло О.М., Иванова А.Г. Основы температурных измерений. — М.: Энергоатомиздат, 1992. 304 с.

61. John Pyle. Making MEMs Technology Cost-Effective Electronic Component // Electronic Component News 11/1/2002. http://www.e-insite.net

62. И. M. Викулин, В.И. Стафеев. Полупроводниковые датчики. М.: Сов. радио. -1975. - 104 с.

63. И. А. Каляев, В.Н. Котов, А. П. Кухаренко. Микроэлектронные сенсорные системы: опыт создания и применения // Микросистемная техника. 1999г. -№1. - С. 32-35.

64. О.А. Агеев, В. М. Мамиконова, В.В. Петров, В.Н. Котов, О.Н. Негоденко. Микроэлектронные преобразователи неэлектрических величин. Учебное пособие. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2000. - 153 с.

65. Шелепин Н. А. Кремниевые преобразователи физических величин и компоненты датчиков. Датчики и микросистемы на их основе// Микросистемная техника. 2002г. -№9. - С. 2-10.

66. Improved ±1 g Dual Axis Accelerometer with Ratiometric Outputs. URL: http://www.memsic.com

67. A.W. van Herwaarden and P.M. Sarro. Doublebeam integrated thermal vacuum sensor// J.Vac.Sci.Technol., A Vol. 5 No. 4:2454-2457,1987.

68. Ulrich Bonne and Dave Kubisiak. Burstproof, thermal pressure sensor for gases // Solid-State Sensor and Actuator Workshop Hilton Head, pages 7881,1994.

69. O.M. Grudin. Thermal microsensor with a.c. heating for gas-pressure measurements // Sensors and Actuators, A 62:571-575, 1997.

70. J. van Kuijk. Multi-parameter detection in fluid flows // Sensors and Actuators, A 46-47:369-372,1995.

71. J.J. van Baar, R.J. Wiegerink, G.J.M. Krijnen and M.C. Elwenspoek. Determination of fluid and flow parameters using heat transfer. URL: http://www.el.utwente.nl.

72. J.J. van Baar, R.J. Wiegerink, T.S.J. Lammerink, G.J.M. Krijnen, and M. Elwenspoek. Micromachined structures for thermal measurements of fluid and flow parameters // JMM, volume 11, issue 4 (July):311-318, 2001.

73. J.J. van Baar, R.J. Wiegerink, G.J.M. Krijnen and M.C. Elwenspoek. Micro-machined structures for thermal measurement of fluid and flow parameters. URL: http://www.el.utwente.nl/

74. J.J. van Baar, R.J. Wiegerink, J.W. Berenschot, T.S.J. Lammerink, G.J.M. Krijnen, M. Elwenspoek. Pressure sensor based on distributed temperature sensing. URL: http://www.el.utwente.nl.

75. JJ. van Baar, R.W. Wiegerink, G.J.M. Krijnen, T.S.J. Lammerink and M. Elwenspoek. Sensitive thermal flow sensor based on a micro-machined two dimensional resistor array. URL: http://www.el.utwente.nl/

76. Micromechanical Sensors. URL: http://www.el.utwente.nl/tt/education/mandt/

77. N. Yazdi, F. Ayazi, K. Najafi. Micromachined Inertial Sensors // Proceedings of the IEEE, vol. 86, no. 8, August 1998

78. W. Reithmuller, W. Benecke, U. Schnakenberg, B. Wagner. A smart accelerometer with on-chip electronics fabricated by a commercial CMOS process // Sensors Actuators. -1992.vol. A-31, pp. 12-124.

79. K. Park, C. Lee, H. Jang, Y. Oh, В. Ha. Capacitive sensing type surface micromachined silicon accelerometer with a stiffness tuning capability // IEEE Workshop on MEMS. 1998. Heidelberg, pp. 637-640.

80. H. K. Rocksatd, T. W. Kenny, J. K. Reynolds, W. J. Kaiser, Т. B. Gabrielson. A miniature high-sensitivity broad-band accelerometer basedon electron tunneling transducers // Sensors Actuators A. 1994. vol. 43, pp. 107-114.

81. Ландау JI.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика: Учеб. пособ.: Для вузов. Т. VI. Гидродинамика. 5-е изд., стереот.-М.:ФИЗМАТЛИТ, 2001.- 736 с.

82. Савельев И.В. Курс общей физики: Учеб. пособие. В 3-х т.

83. Т.1. Механика. Молекулярная физика. 3-е изд., испр. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986. - 432 с.

84. Mohamed Gad-el-Hak. The MEMS Handbook, CRC Pree LLC , 2002. 874 p.

85. Федосеев В. И. Сопротивление материалов: Учебник для втузов — 9-е изд., перераб. — М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит. 1986. — 512 с.

86. Бронштейн И.Н., Семендяев К. А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. — 13-е изд., исправленное. — М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986. — 544 с.

87. Кравченко И. В. Моделирование топологических параметров термоактюатора поворота биморфной балки. // Сборник трудов

88. Восьмой международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники». Таганрог: ТРТУ, 2002.-С. 182-184.

89. Кравченко И. В. Термоактюатор поворота микрозеркала. // Известая ТРТУ. Специальный выпуск. «Материалы XLVIII таучно-технической конференции ТРТУ». Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2003. №1(30).-С. 270273.

90. Кравченко И.В., Рындин Е. А. Численное моделирование параметров биморфного термоактюатора поворота. // Вторая Всероссийская научно-техническая конференция «Электроника» Москва, 2003. - С. 133-134.

91. Разработка и исследование конструкций элементов микрооптикоэлектромеханических систем (МОЭМС). (промежуточный отчет) ГР №01.20.00 07386, рук. темы Механцев Е.Б. -Таганрог: ТРТУ, 2001, 25 с.

92. Разработка и исследование конструкций элементов микрооптикоэлектромеханических систем (МОЭМС). (Заключительный отчет) ГР № 01.20.0007386, рук. темы Механцев Е.Б. -Таганрог: ТРТУ, 2003, 27 с.

93. Исследование сетевых технологий построения информационных систем анализа и обработки результатов мониторинга природнойсреды. (Заключительный отчет) ГР № 01200007386, рук темы Коноплев Б.Г. Таганрог: ТРТУ, 2003, 77с.

94. Таблицы физических величин. Справочник. Под ред. акад. И. К. Кикоина. — М.; Атомиздат, 1976, — 1008 с.

95. Физические величины: Справочник / А. П. Бабичев, Н. А. Бабушкина, А. М. Братковский и др.; под ред. И. С. Григорьева, Е. 3. Мейлихова.1. А)

96. М.; Энергоатомиздат, 1991. — 1232 с.

97. Рындин Е.А. Методы решения задач математической физики: Учебное пособие. Таганрог. ТРТУ, 2003. 119с.

98. Разработка методов проектирования и основ технологии изготовления микролабораторий на кристалле для определения состава веществ. (Промежуточный отчет) ГР № 01200305200, рук темы Коноплев Б.Г. -Таганрог: ТРТУ, 2003, 57с.

99. Разработка и исследование элементов СБИС с размерным квантованием энергии. (Промежуточный отчет) ГР № 01200305259, рук темы Е.А. Рындин — Таганрог: ТРТУ, 2003, 66с

100. Ю.Коноплев Б.Г., Рындин Е.А., Кравченко И.В. Моделированиераспределения температуры в конвективном микроакселерометре // Микросистемная техника. 2004. № 11. -С.22-26.

101. Матрицы коэффициентов системы уравнений

102. Для / = 2,3,.,7-1, / = 2,3,1: А ц=Ргrv V Л1. X • • V ■ ■1. J + у '.Ус dy2 2 +-=-4dy2 'v* / / i dx dx21. AU+I=-j2> dy1. A l,l-l= ~Pr1. У и 1

103. Ф dy2 Для / = 1,2,.,/: A/,/ = 1 > Ai+{j-\)l,i+{j-l)l =1» Aj+^-i)/, /+(j-2)/ = -1 •1. Для / = 2,3,., J-l:

104. Ai+(/-l)/, l+O-l)/ = 1> A/+0-1)/, /+0-1)/

105. Значения коэффициентов матрицы В

106. Для / = 2,3,.,/-1, / = 2,3,.J-1: Si+(J-\)I =01. Для / = 1,2,.,/: Bt= О,5/+(J-l)/ =1 • Для 7 = 2,3,., J-l:51+(у-1)/ = °>

107. Значения коэффициентов матрицы А

108. Для / = 2,3,.,/-1, У = 2,3,.,7-1: 2 21. А 1. A -J1. А 11. A -J-11. W Л/-/ " Л,2 'А

109. Для / = 1,2,./: Аух ■ -■ = 1»м

110. Для у = 2,3,.,/-1: l+0-l)/, 1+0-0/ = 1' 7+0-1)/, /+0-1)/= 1 •

111. Значения коэффициентов матрицы Bvxe режиме акселерометра Для / = 2,3,.7-1, j = 2,3,.J-\:

112. B**,+U-l)i=a'Gr-TU-Для / = 1,2,./: Bvx . = 0,

113. BvxiHJl)I= О-Для у = 2,3,.,/-1:5vx1+a1)7=0,

114. Значения коэффициентов матрицы Вvx в режиме инклинометра

115. Для / = 2,3,.,/-1, y = 2,3,.J-l:1. Г z+cy-i)/ = sina • Gr. .

116. Для / = 1,2,.,/: Л vx . = О,w-i)/=0'

117. Для y = 2,3,.J-l: i+C/-i)/=0'

118. Значения коэффициентов матрицы А Для/ = 2,3,./-1, 7 = 2,3,.J-1:1. A -Jv ~ dy2 ' А 11. Для / = 1,2,.,/:

119. Для у = 2,3,.J-1: i+(>-i)/,i+(/-l)/=1' /+С/-1)/, /+0-0/

120. Значения коэффициентов матрицы Bvy в режиме акселерометра Для / = 2,3,.,/-1, У = 2,3,.,У-1: BvyiHM)I=Gr"TiJ-Для / = 1,2,./:1. Вуу .=0,

121. Для у = 2,3, .J-1: 1+0-1)/ = °'

122. Значения коэффициентов матрицы Вуу в режиме инклинометра Для / = 2,3,.,/-1, у = 2,3,.J-1: Bvyi+Ul)I=C0Sa-Gr-TiJ-Для i = \, 2,.,/:1. Для j = 2,3,.J-l:1.U-l)l =0if