Влияние технологических факторов на конструктивно-механические параметры чувствительных элементов интегральных акселерометров и датчиков давления тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.14, кандидат технических наук Карасева, Татьяна Викторовна

• Карасева, Татьяна Викторовна
• кандидат технических наук
• 2002

Оглавление диссертации кандидат технических наук Карасева, Татьяна Викторовна

Введение.

Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРИБОРОВ НА ИНТЕГРАЛЬНЫХ ПРИНЦИПАХ И ПРОБЛЕМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТОЧНОСТИ ИХ ХАРАКТЕРИСТИК.

1.1. Краткий исторический очерк развития интегральных датчиков и интегральной технологии.

1.2. Кремний как конструкционный материал.

1.3. Технологические проблемы при обеспечении необходимых конструктивно-механических параметров интегральных датчиков

Выводы.

Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ АНИЗОТРОПНОГО ХИМИЧЕСКОГО ТРАВЛЕНИЯ МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ НА КОНСТРУКТИВНО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИНТЕГРАЛЬНЫХ ДАТЧИКОВ.

2.1. Качественный анализ различных способов размерной обработки полупроводникового монокристаллического кремния

2.2. Исследование влияния анизотропного химического травления монокристаллического кремния на конструктивные параметры чувствительной массы интегральных акселерометров.

2.3. Влияние анизотропного характера химического травления монокристаллического кремния на конструктивно-механические параметры упругих подвесов интегральных акселерометров

2.4. Влияние анизотропных свойств химического травления монокристаллического полупроводникового кремния на конструктивно-механические параметры мембран интегральных датчиков давления.

Выводы.

Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ РАЗМЕРНОЙ ОБРАБОТКИ НА ТОЧНОСТЬ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИНТЕГРАЛЬНЫХ ДАТЧИКОВ.

3.1. Основные технологические погрешности при размерной обработке полупроводниковых кремниевых пластин.

3.2. Влияние неидеальности геометрии формы на конструктивно-механические параметры чувствительных элементов интегральных акселерометров и датчиков давлений.

3.3. Метод регулируемого размерного травления как способ повышения воспроизводимости толщины упругих подвесов чувствительных элементов интегральных датчиков.

3.4. Размерный синтез погрешностей при изготовлении чувствительных элементов интегральных датчиков.

Выводы.

Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-СТАТИСТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОСПРОИЗВОДИМОСТИ ВЫХОДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ДАТЧИКОВ НА ИНТЕГРАЛЬНЫХ ПРИНЦИПАХ.

4.1. Математическая модель технологического процесса изготовления чувствительного элемента интегрального акселерометра

4.2. Количественная оценка вариации массы чувствительного элемента интегрального акселерометра в условиях производства

4.3. Экспериментально-статистические исследования влияния технологических операций на угловую жесткость чувствительного элемента интегрального акселерометра.

Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние технологических факторов на конструктивно-механические параметры чувствительных элементов интегральных акселерометров и датчиков давления»

Интеграционные процессы в микроэлектронике привели к формированию нового класса функционально сложных изделий - компонентов датчиков и преобразователей физических величин. Уникальность изделий этого класса состоит в том, что в них могут быть объединены все основные конструктивно-технологические и функциональные элементы информационно-измерительной системы. Произошло это на стыке метрологии и микроэлектроники.

Эволюция измерительных преобразователей (датчиков) привела к расширению функциональных возможностей за счет перехода на микроэлектронные технологии проектирования и производства. Один из процессов непосредственно связан с эволюцией преобразователей физических величин и датчиков в направлении их структурного усложнения, расширения их функциональных возможностей и круга решаемых технических задач за счет перехода на перспективную элементную базу микроэлектроники, а также на новые технологии производства.

Другой эволюционный процесс является результатом интеграции в микроэлектронике, который открыл принципиальные возможности конструктивно-технологического объединения в завершенном измерительном устройстве всех функциональных узлов: от чувствительного элемента (ЧЭ), воспринимающего измеряемую физическую величину, до устройства вывода и распределения результирующих сигналов.

На данный момент основным направлением развития микроэлектроники, а, следовательно, и преобразователей физических величин, является повышение интеграции компонентов. С ростом уровня интеграции изделий неизменно достигается снижение стоимости, улучшение показателей надежности, уменьшение массы, габаритных параметров и энергопотребления датчика. Отмеченные закономерности обусловлены, в частности, спецификой условий групповых методов обработки, применяемых при изготовлении интегральных датчиков (ИД).

Актуальность миниатюризации датчиков первичной информации объективно обусловлена растущей диспропорцией их массогабаритных параметров в сравнении с цифровыми устройствами, осуществляющими дальнейшую цепочку преобразований.

Одним из элементов датчиков, который влияет на степень интеграции, является ЧЭ. В настоящее время отработана технология изготовления ЧЭ с габаритными минимальными размерами 1x1 мм. Но остается проблема недостаточно высокого выхода годных изделий и обеспечение воспроизводимости выходных характеристик датчиков в производственных условиях.

Актуальность темы. Создание интегральных датчиков с объединением микромеханических ЧЭ и электронных схем в одну конструкцию при минимальных производственных затратах стало возможным благодаря современной технологии микроэлектронной аппаратуры, основной технологической единицей которой является размерная обработка.

Быстрое развитие датчиков приводит к необходимости разработки новых и совершенствования существующих технологических процессов их производства. Необходимо, прежде всего, уделять внимание анализу основных, наиболее существенных, классов технологических процессов, которые являются общими в производстве различных типов полупроводниковых приборов. К таким процессам относятся механическая, механохимическая, физическая, химическая, электрохимическая и фотохимическая обработка поверхности полупроводника.

На данный момент существует большая диспропорция между точностью изготовления электрической и микромеханической частями датчика. Серийное производство электронных схем удовлетворяет высоким требованиям точности изготовления, что не относится к формированию микромеханических элементов ИД. На разброс рабочих характеристик датчика, кроме обычных технологических факторов, влияет ряд дополнительных, например разброс геометрических размеров упругих элементов и ЧЭ в целом. Окончательная форма ЧЭ определяется не только исходной маской, но и самим процессом травления, в отличие от обычных интегральных схем. При производстве необходим индивидуальный подход к изготовлению каждого датчика, реализующий подбор ЧЭ исходя из предъявляемых требований точности и диапазона измерения. Стоимость датчика определяется стоимостью следующих трех основных составляющих: 1) ЧЭ; 2) конструкцией и сборкой; 3) настройкой и испытанием. Из-за невысокого выхода годных ЧЭ себестоимость датчиков завышена, хотя стоимость исходных кремниевых пластин невысокая (цена кремниевой^ пластины в среднем составляет 6. 10 рублей). Большинство ЧЭ остаются невостребованными и отбраковываются.

Микропрофилирование пластин является основным специфическим этапом технологии изготовления ИД. В технологии ИД микропрофилирование используют:

• при формировании упругих элементов ИД;

• при получении деталей и узлов микроконструкций датчиков (например, чувствительной массы, крышек, корпусов и т. д.).

При формировании ЧЭ решают несколько задач, главными из которых являются обеспечение и контроль точности: 1) геометрической формы ЧЭ интегральных датчиков и их размеры; 2) толщины упругих элементов (упругих подвесов интегральных акселерометров и мембран интегральных датчиков давления).

При проведении размерной обработки на основе фотолитографии и химического анизотропного размерного травления основными факторами, влияющими на точность конструктивных параметров ЧЭ интегральных датчиков, и, как следствие, на выходные характеристики датчика в целом, является точность концентрации, состав и способ приготовления травителя, температура и скорость травления, электрофизические свойства и кристаллографическая ориентация монокристаллического полупроводникового кремния [49]. Влияние этих факторов на точность параметров при проведении химического травления подробно рассмотрены в научно-технической литературе [5, 17, 21, 28, 49, 50]. В работе [28] рассмотрены вариации получаемых форм при проведении анизотропного химического травления в зависимости от ориентации базовой поверхности полупроводниковой кремниевой пластины и положения формируемых элементов относительно кристаллографических плоскостей монокристаллического кремния.

В [50]* рассмотрена зависимость скорости растворения кремния от соотношения НР:НМЭ3 в растворе. В рассматриваемой системе максимальная скорость травления достигается при соотношении НР:НМ)з = 1:4,5. В работе [5] представлены исследования зависимости скорости травления кремния плоскол сти (100) в гидрозин-гидрате от температуры и состава травителя, а также тем- ' пературная зависимость углового подтравливания от состава травителя, а, следовательно, и формы элементов. Приведены исследования зависимости скорости травления кремния в направлении <100> от концентрации травителя и температуры водных растворов КОН и №011. Регулируя состав травителя, можно также получать поверхности разного качества. В системе гидрозин-гидрат с уменьшением содержания воды (до 20%) улучшается качество поверхности дна, отсутствует волнистость. При уменьшении содержания гидразина с ростом содержания воды (до 50%) формируются гладкие боковые поверхности, но возможно появление пирамидальных дефектов. Поэтому процентное содержание гидразина в смеси "гидразин-вода" должно выбираться в соответствии с назначением анизотропного химического травления. Следует отметить, что под- (/ бор травителей носит чистоэмпирический характер. Единые научно обосно- ! ванные критерии выбора их состава до сих пор отсутствуют.

Для обеспечения и контроля точности геометрической формы ЧЭ ИД и их размеров разработаны различные способы контроля и способы обеспечения точности параметров элементов (например, диаграммы анизотропии позволяют детально воспроизвести качественную форму фигуры локального травления и рассчитать ее количественно). Наиболее совершенные из них обеспечивают точность получения указанных геометрических параметров порядка нескольких десятых долей процента [12].

Решение второй задачи по обеспечению необходимой точности получения толщины упругих элементов (упругих подвесов и мембран) намного сложнее, поскольку толщина упругих элементов на несколько порядков меньше габаритных размеров ЧЭ. Погрешность воспроизводимости толщины может достигать несколько десятков и даже сотен процентов. Микронеровности на поверхности упругого элемента определяют неравномерность его толщины, играют роль концентраторов механических напряжений, влияя на характер их распределения. Это приводит к неконтролируемому и невоспроизводимому разбросу параметров первичного преобразователя, тем большему, чем соизмеримее толщина упругого элемента с размерами микронеровностей.

В результате анализа литературных источников не удалось обнаружить материалов, посвященных исследованию влияния неидеальности исходной кремниевой пластины, являющейся заготовкой, и анизотропного характера химического травления на конструктивно-механические параметры ЧЭ. В связи со спецификой анизотропного химического травления особое внимание привлекает многообразие и точность размеров получаемых фигур травления, в результате чего возникает потребность в разработке методов проектирования топологии масок фотошаблонов для локального анизотропного химического травления в целях воспроизводимого получения требуемой огранки фигур травления. Имеющиеся в научно-технической литературе материалы не всегда доведены до применения этих исследований в условиях промышленного производства, кроме того, отсутствуют разработки способов компенсации и учета влияния дестабилизирующих факторов.

Диссертационная работа посвящена исследованию влияния анизотропного ; характера химического травления и технологических факторов (неидеальность исходной кремниевой пластины, неточность изготовления фотошаблонов и их совмещения при двусторонней фотолитографии) при размерной обработке на конструктивно-механические параметры ЧЭ и упругих элементов (упругих подвесов и мембран) интегральных датчиков ускорений (акселерометров) и датчиков давлений, а также разработке способов компенсации дестабилизирующих факторов.

Данная работа проводилась в соответствии с тематикой научных исследований по договору предприятия ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА" (г. Арзамас) с Департаментом авиационной промышленности Госкомоборонпрома РФ, планом основных научных работ Арзамасского филиала НГТУ по проблеме "Разработка и исследование интегральных датчиков первичной информации", а также планом работы проблемного совета "Интегральные датчики и электронные системы на их основе" Межрегионального Верхне-Волжского отделения Академии технологических наук Российской Федерации.

Цель исследований. Целью настоящей работы является исследование влияния технологических факторов при формировании ЧЭ интегральных акселерометров и датчиков давлений на конструктивно-механические параметры и разработка технологических способов, повышающих точность выходных параметров ЧЭ и датчиков в целом, и, как следствие, снижающих затраты производства за счет уменьшения брака.

Задачи диссертационной работы:

1. Определение влияния анизотропного характера химического травления монокристаллического кремния и неидеальности геометрической формы исходных кремниевых пластин при формировании ЧЭ интегральных датчиков ускорений (акселерометров) и датчиков давлений на ^ конструктивно-механические параметры.

2. Разработка конструктивно-технологических способов, обеспечивающих уменьшение размерных погрешностей при формировании ЧЭ интегральных датчиков ускорений (акселерометров) и датчиков давлений, повышающих точность выходных характеристик ЧЭ и датчика в целом.

3. Разработка соотношений для оценки суммарных размерных погрешностей ЧЭ датчиков, выполненных на интегральных принципах.

4. Разработка методики и проведение экспериментальных исследований 9 выходных характеристик ИД для оценки точности конструктивно-технологических параметров ЧЭ в условиях производства.

Объект исследования. Объектом исследования являются чувствительные элементы интегральных датчиков ускорений (акселерометров) и датчиков давлений, выполненных на базе монокристаллического полупроводникового кремния.

Методы исследования. При решении поставленных задач использованы численные методы высшей математики, методы математического моделирования, теории допусков, теории вероятностей и математической статистики, теории упругости и экспериментальные методы исследований, теория планирования экспериментов.

Научная новизна. В диссертационной работе получены следующие новые результаты:

1. Даны теоретические оценки технологических погрешностей с учетом анизотропного характера химического травления монокристаллического кремния и неидеальности геометрической формы исходных кремниевых пластин при его размерной обработке на основе фотолитографии.

2. Получены соотношения для оценки суммарной размерной погрешности при формировании ЧЭ датчиков на интегральных принципах.

3. Получена математическая модель технологического процесса изготовления ЧЭ интегрального акселерометра.

4. Произведена оценка влияния технологических операций на упругие свойства подвесов ЧЭ интегральных датчиков.

Практическая ценность:

1. Разработаны способы компенсации размерных погрешностей, обусловленных анизотропным химическим травлением монокристаллического кремния и неидеальностью геометрии формы исходных кремниевых пластин.

2. Теоретические решения доведены до практического использования в расчетах выходных параметров разрабатываемых интегральных датчиков.

3. Результаты теоретических и экспериментальных исследований в виде рекомендаций и расчетных соотношений для определения выходных характери

10 стик интегральных датчиков позволяют повысить точность геометрических параметров ЧЭ и точность выходных характеристик изделий.

4. Разработана математическая модель технологического процесса изготовления ЧЭ интегрального акселерометра, позволяющая прогнозировать выходные характеристики в зависимости от вариации первоначальных данных.

5. Результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс в Арзамасском филиале НГТУ на кафедре "Авиационные приборы и устройства" по специальности 190300.

Реализация в промышленности. Выводы, рекомендации и результаты, полученные в диссертационной работе, внедрены на предприятии ОАО AHI 111 "ТЕМП - АВИА" что подтверждается соответствующими документами.

Апробация работы. Диссертационная работа выполнялась на кафедре "Авиационные приборы и устройства" Арзамасского филиала НГТУ. Основные положения и результаты диссертации обсуждались и получили положительную оценку на следующих научно-технических конференциях:

• На Всероссийской научно-технической конференции, Казань, 1997г.

• На региональной научно-технической конференции "Методы и средства измерений физических величин", Н. Новгород, 1997 г. А ■

• На научно-технической конференции "Повышение качества и эффективности в машино- и приборостроении ", Н. Новгород, 1997 г.

• На Всероссийской молодежной научно-технической конференции "Приборостроение в аэрокосмической технике", Арзамас, 1999 г. ^ , - с

• На Всероссийской научно-технической конференции "Технологии в машино- и приборостроении на рубеже 21 века", Н. Новгород, 2000 г.

• На Всероссийской научно-технической конференции "Системы навигации и управление движением", С.-Петербург, 2001 г.

Публикации. По результатам выполненных научных исследований опубликовано 9 научных работ, из них: 4 статьи, 5 тезисов докладов на научно-технических конференциях.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, приложения, списка литературы и содержит 134 страницы машинописного текста: иллюстраций - 51 (рисунки, схемы, графики), таблиц —11, список литературы - 62 наименования.

Заключение диссертации по теме «Технология приборостроения», Карасева, Татьяна Викторовна

Выводы

1. В результате выполненного активного планируемого эксперимента получена математическая модель ЧЭ интегрального акселерометра. Экспериментально-статистическая модель позволяет прогнозировать выходные характеристики при различном стечении факторов. Она позволяет утверждать, что все выбранные первичные факторы оказались значимыми и влияют на угол отклонения чувствительной массы.

2. Проведенные эксперименты по определению разброса чувствительной массы в условиях промышленного производства по малой выборке (38 элементов) были сопоставлены с результатами теоретического анализа. Эксперимен-1 тальные данные (разброс массы около 4,3%) оказался полностью прогнозируе- " мым (по теоретическому анализу около 5%).

3. Для подтверждения аналитических данных по определению вариации жесткости упругих подвесов ЧЭ интегральных акселерометров была разработана установка по определению собственной частоты элементов и определена жесткость 9 элементов. Разброс жесткости был сопоставлен с ожидаемыми результатами. Наибольшее влияние на жесткость упругого подвеса оказывает неидеальность геометрии формы, так как она одного порядка с величиной толщины упругого подвеса. Разброс жесткости может доходить до 100% и более. Поэтому с целью увеличения числа выхода годных изделий необходимо проводить селективный подбор элементов для требуемого диапазона измерения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Выполнена оценка влияния основных технологических факторов на конструктивно-механические параметры ЧЭ интегральных акселерометров и датчиков давлений. На основе проведенных исследований определены наиболее влияющие на конструктивно-механические параметры ЧЭ факторы, требующие детального рассмотрения, в связи с отсутствием их анализа в научно-технической литературе.

2. Для объективной оценки влияния анизотропного характера химического травления монокристаллического кремния и неидеальности профиля исходных кремниевых пластин в качестве способа контроля процесса травления применено контрольное подтравливание со стороны, противоположной стороне глубо

Л/Амчг -г кого травления, -шжлючив- тем самым влияние температуры и концентрации травителя на параметры элементов при размерной обработке.

3. Выполнен анализ основных закономерностей формирования микромеханических структур ЧЭ интегральных акселерометров и датчиков давлений с учетом влияния анизотропного характера химического травления монокристаллического кремния и его влияния на конструктивно-механические параметры элементов. На основе проведенного анализа разработана методика, позволяющая прогнозировать выходные характеристики элементов с учетом анизотропного химического травления, и конструктивно-технологические способы компенсации рассматриваемых факторов, за счет изменения конструктивных параметров элементов при проектировании фотошаблонов в условиях производства.

4. Рассмотрены закономерности формирования размерных погрешностей ЧЭ интегральных акселерометров и датчиков давлений с учетом неидеальной формы исходной кремниевой пластины из монокристаллического кремния (вогнутость, выпуклость, непараллельность) и их дальнейшая трансформация в выходные характеристики элементов. На основе анализа разработан способ регулируемого размерного травления пластин, имеющих отклонения от параллельности, позволяющий повысить точность воспроизведения толщины упругих подвесов интегральных акселерометров и кремниевых мембран интегральных датчиков давлений.

5. Выполнен синтез основных технологических погрешностей при формировании ЧЭ интегральных акселерометров и датчиков давлений и разработана методика оценки суммарной погрешности при размерной обработке, которая позволяет прогнозировать выходные характеристики датчика.

6. На основе активного планируемого эксперимента разработана математическая модель технологического процесса изготовления ЧЭ интегральных акселерометров. Полученная модель позволяет оптимизировать режимы технологических операций.

7. Разработана экспериментальная установка для оценки влияния технологических операций на жесткость упругих подвесов ЧЭ интегрального акселерометра. Экспериментальные данные подтвердили правильность теоретических исследований сходимости выходных характеристик элементов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Карасева, Татьяна Викторовна, 2002 год

1. Petersen Kurt E. Silicon as a mechanical material. 1.EE, 1982, vol. 70, № 5, pp. 420-457.

2. Si Flex. Accelerometers Instruction Manual. Sundstrand Data Control, Inc. Unit of Sundstrand Corporation. 1990.

3. Адлер Ю.П., Маркова E.B., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. - 234 с.

4. Ананьев И. В., Колбин Н. М., Серебрянский Н. П. Динамика конструкций летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1972. - 416 с.

5. Бачурин В.В., Полехов В.В. Применение анизотропного травления кремния в технологии изготовления полупроводниковых приборов. Обзоры по электронной технике. Серия 2. "Полупроводниковые приборы", выпуск 3, 1991.-52 с.

6. Броудай И., Мерей Дж. Физические основы микротехнологии. М.: "Мир", 1985.-496 с.

7. Быстров Ю. А., Колгин Е. А., Котлецов Б. Н. Технологический контроль размеров в микроэлектронном производстве. М.: Радио и связь, 1988. -168 с.

8. Вавилов В. Д. Интегральные датчики давлений с силовой компенсацией. // Вестник Верхне-Волжского отделения Академии технологических наук Российской Федерации. Серия: Высокие технологии в радиоэлектронике, информатике и связи. 1 (5) 1998, с. 113-118.

9. Вавилов В. Д. Разработка и исследование измерительных приборов на интегральных принципах. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Н. Новгород: НГТУ, 1997. - 294 с.

10. Вавилов В. Д., Поздяев В И. Исследование жесткости интегральных упругих подвесов с криволинейными обводами. // Деп. ВИМИ, справка № 1554 от 28.02. 91. Реферат опубликован в сб. ВИМИ, 1990, вып. № 10.

11. Вавилов В.Д., Поздяев В.И. Конструирование интегральных датчиков.-М.: Изд-во МАИ, 1993. 50 с.

12. Ваганов В. И. Интегральные тензопреобразователи. М.: Энергоатомиз-дат, 1983.- 136 с.

13. Валиев К. А., Орликовский А. А. Технология СБИС. Основные тенденции развития. // Электроника: наука, технология, бизнес. 1996. № 5 6, 26-47 с.

14. Васильев А. Д. и др. Направленное микропрофилирование кремния. // Микроэлектроника, 1977, т. 6, вып. 3, с. 249-257.

15. Гаврилов А. Н. Основы технологии приборостроения. М.: Высшая школа, 1976. - 328 с.

16. Глудкин О. П., Черняев В. Н. Анализ и контроль технологических процессов производства РЭА. М.: Радио и связь, 1983. - 296 с.

17. Готра З.Ю. Технология микроэлектронных устройств. Справочник. М.: Радио и связь, 1991. - 528 с.

18. Како Н., Ямане Я. Датчики и микро-ЭВМ. Л.: Энергоатомиздат, 1986. -120с.

19. Каляев И. А., Котов В. Н. и др. Микроэлектронные сенсорные системы: опыт создания и применения. // Микросистемная техника, № 1, 1999, с. 32-36.

20. Канищева Г. А. и др. Получение выпуклых и вогнутых поверхностей посредством анизотропного травления кремния ориентации (100). // Электронная техника, сер. 3 Микроэлектроника, 1978, вып. 5, с. 77-82.

21. Карантиров Н. Ф. и др. Качество микрорельефа при анизотропном травлении кремниевых пластин ориентации (100). // Электронная техника, сер. 6, вып. 10, 1979, с. 68-74.

22. Карасева Т. В., Обухов В. И. Анализ размерных погрешностей при изготовлении кремниевых мембран интегральных датчиков давления. Москва, "Наука производству", №1, 2002 г., - 68 с. С. 24-28.

23. Кассандрова О. Н., Лебедев В. В. Обработка результатов наблюдений. -М.: Наука, 1970. 104 с.

24. Козин С. А. и др. Размерное травление кремния при изготовлении чувствительных элементов преобразователей механических величин. // ПСУ, 1990, № 10, с. 42-43.

25. Колясников В. А., Рахимбабаев Т. Я. Микрожидкостные системы и их реализация с использованием LIGA Технологии. // Микросистемная техника, № 1; 1999, с. 15-22.

26. Коновалов С. Ф. и др. Особенности проектирования навигационного акселерометра типа "Si Flex". // Третья Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам. СПб. : ЦНИИ "Электроприбор", 1996, с. 170-178.

27. Коновалов С. Ф., Лаптева Т. Н. и др. Опыт разработки навигационных приборов на базе монокристалла кремния. // Микросистемная техника, № 4, 2001, с. 19-25.

28. Кравченко Г. Ф. и др. Прочность мембран интегральных тензопреобразо-вателей давления. // ПСУ, 1986, № 12, с. 31-32.

29. Крамер Г. Математические методы статистики. М.: Мир, 1975. - 235 с.

30. Лебедев Д. В. и др. Емкостные датчики абсолютных давлений. // ПСУ, 1990, № 10, с. 6-8.

31. Львовский E.H. Статистические методы построения эмпирических формул. М.: Высшая школа, 1988. - 239 с.

32. Мевис А.Ф., Несвежский В.Б., Фефер А.И. Допуски и посадки деталей радиоэлектронной аппаратуры. Справочник. М.: Радио и связь, 1984. -268 с.

33. Метальников В. В., Любезнов А. Н., Коганов В. Н. Низкочастотные линейные компенсационные акселерометры // Приборы и система управления, 1990, № 10, с. 21-22.

34. Мокров Е. А. Интегральные датчики. Состояние разработок и производства. Направление развития, объем рынка // Датчики и системы, 2000, № 1, с. 28-30.

35. Моро У. Микролитография. М.: Мир, 1990. Т. 1, 2. - 1240 с.

36. Най Дж. Физические свойства кристаллов. М.: Мир, 1967. - 388с.

37. Налимов В. В. Теория эксперимента. М.: Наука, 1975. - 209 с.

38. Обухов В.И. Технология интегральных измерительных преобразователей. Н.Новгород: НГТУ, 1994. - 150 с.

39. Обухов В.И., Карасева Т.В. Исследование и анализ точности проблем воспроизводимости характеристик датчиков на интегральных принципах. // Тезисы доклада республиканской НТК молодых ученых и специалистов. Казань, 1997 г.

40. Обухов В.И., Карасева Т.В. Моделирование ЧЭ ИД на ЭВМ с учетом анизотропии полупроводникового кремния. // Тезисы докладов Всероссийской НТК , Методы и средства измерений физических величин. -Н.Новгород, 1997, с. 80.

41. Обухов В.И., Коробова Н.В., Перожок Я.Л. Анализ воспроизводимости выходных характеристик интегральных измерительных преобразователей в групповой технологии. // Технология авиационного приборо- и аг-регатостроения /НИТИ, Саратов, 1991, с. 34-37.

42. Парфенов О.Д. Технология микросхем. Учебное пособие. М.: Высшая школа, 1984.-320 с.

43. Перевощиков В. А., Скупов В. Д. Физико-химические основы технологии обработки поверхности полупроводников. Учебное пособие. Н. Новгород: Издательство Нижегородского государственного университета, 1997.-254 с.

44. Пичугин И.Г., Таиров Ю.М. Технология полупроводниковых приборов. -М.: Высшая школа, 1984. 288 с.

45. Планирование эксперимента в исследовании технологических./ Под ред. Лецкого Э.К. М.: Мир, 1977. - 324 с.

46. Разработка кремниевых микродатчиков за рубежом: Обзор по материалам зарубежной печати. Составители: Андреев А. А., Патрушева Н. Г., ГОНТИ, 1991.-84 с.

47. Скалой А. И., Алушин А. А. Принцип построения датчиков угловых скоростей для систем управления и навигации // Датчики и системы, 1999,№ 2, с. 35-42.

48. Стоффель И. П. Технология производства датчиков 21 века // приборы и система управления, 1991, № 1, с. 23-24.

49. Стучебников В. М. Интегральные полупроводниковые чувствительные элементы тензопреобразователей механических величин. // ПСУ, 1986, № 4, с. 20-23.

50. Телец В. А., Никифоров А. Ю. Микроэлектронные преобразователи физических величин и компоненты датчиков перспективная элементная база микросистемной техники. // Микросистемная техника, 2001, № 1, с.6 -12.

51. Физические величины. Справочник. Бабичев А. Н., Бабушкина Н. А., Братковский А. М. Под ред. Григорьева И. С., Мейлихова Е. 3. М.: Энергоатомиздат, 1991. - 1232 с.

52. Хикс И. Р. Основные принципы планирования эксперимента. М.: Мир, 1967.-406 с.

53. Чаплыгин Ю. А. Конструктивно-технологический базис микроэлектронных датчиков. // Измерительная техника. 1994, № 11, с. 10-13.

54. Шторм Р. Теория вероятности. Математическая статистика. Статистический контроль качества. М.: Мир, 1970. - 368 с.

55. Элексион Марс. Внедрение технологии интегральных схем в производство датчиков. // Электроника, 1986, т. 59, № 11, с. 49-56.

56. Якушев А. И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. Учебное пособие. М.'Машиностроение, 1987. - 352 с.1. Список обозначений

57. Gioo., C7[iio], G[iii] модули упругости второго рода ( модуль сдвига) для различных кристаллографических направлений монокристаллического полупроводникового кремния;1. Глава 2

58. К поправочный коэффициент для чувствительной массы; /м - размер окна в маске; С= R\oo / i?in - степень анизотропии при травлении;

59. Км коэффициент, определяющий относительное изменение активной площади;

60. Я, жесткость прямоугольной мембраны;цилиндрическая жесткость мембраны;гм толщина мембраны; V - коэффициент Пуассона; ¿4 - первоначальный диаметр мембраны;

61. Км кр коэффициент для круглой мембраны;кр фактическая площадь круглой мембраны;а-ж, Ьж длина и ширина жесткого центра мембраны;

62. Аф (Вф) параметры чувствительной массы на фотошаблоне длина и ширина;

63. Ан (Вн) номинальные параметры длины и ширины;аПф, ¿пф длина и ширина упругого подвеса на фотошаблоне; ан, Ьи - заданный параметр длины ширины подвеса;

64. Ah непараллельность; 8h - неплоскостность; Дсовм погрешность совмещения; 8i и е2 - координатные погрешности размеров реперных знаков; АЛ, А В - погрешности линейных размеров и совмещения длины и ширины элементов;

65. Аап, АЬп погрешности линейных размеров и совмещения длины и ширины упругого подвеса;

66. А /гпл погрешность геометрии формы исходной пластины; /, /м - расстояние между подвесами и мембранами;

67. То тр время травления с минимальной толщиной пластины; hUn min - минимальная толщина пластины;

68. V— скорость поднятия пластин; d диаметр обрабатываемой пластины;5Х среднеквадратическое отклонение;

69. М(х) математическое ожидание случайной величины х; Xi - возможное значение рассматриваемой величины; р (Xj) - вероятность значения х, величины с учетом случайных погрешностей;

70. Ар предельное поле рассеивания погрешностей;kh к£ коэффициент относительного рассеивания составляющих погрешностей и суммарной погрешности;

71. Ар х 1, Ар х2, Ар х3 поля рассеяния размеров элементов, совмещения фотошаблонов и погрешностей геометрии формы исходной пластины;п число факторов; Aau АВ\ ~ поле рассеивания длины и ширины (соответственно) при формировании элементов на фотошаблоне;

72. Аа2, АВ2 поле рассеивания при совмещении фотошаблонов для формирования длины и ширины эле-ментов(соответственно);

73. Ль поле рассеивания толщины элемента;

74. Ax-Jx, относительная погрешность i-го влияющего фактора на точность выходного параметра ЧЭ; к — число систематических погрешностей;п-к- число случайных погрешностей; А0бщ ж общей погрешности жесткости упругого подвеса;1. Глава 4

75. F- Значение критерия Фишера; 2

76. S{y} ~ усредненная дисперсия (воспроизводимость) ;а центр группирования, математическое ожидание случайной величины;