ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Описание к ИЛ № 53-075-03

Результат выполнения конструкторской разработки.

Технология изготовления тензопреобразователей на основе структур КНС основана на физико-химических процессах микроэлектроники и точной механики.

Чувствительным элементом тензопреобразователей является двухслойная сапфиро-титановая мембрана. К мембране из титанового сплава по всей поверхности присоединена сапфировая мембрана с помощью специального диффузного процесса. На сапфировой мембране из гетероэпитаксиального кремния сформирована тензочувствительная схема в виде моста Уинстона. Сапфировая монокристаллическая мембрана ориентирована в кристаллографической плоскости сапфира. Гетероэпитаксиальный слой кремния, выращенный на сапфире, ориентирован в кристаллографической плоскости (001)Si. Кремниевые тензорезисторы ориентированы вдоль направлений плоскости кремния. Тензочувствительная схема состоит из четырех тензорезисторов, одна пара из которых ориентирована параллельно радиусу мембраны, а другая - перпендикулярно. Каждый тензорезистор имеет резистивные матрицы для коррекции сопротивления и начального разбаланса мостовой схемы.

В двухмембранных тензопреобразователях давление измеряемой среды действует на промежуточную металлическую мембрану большого диаметра. Промежуточная мембрана преобразует давление среды в усилие, которое через шток передается на жесткий центр чувствительного элемента. Нижний номинальный предел давления в двухмембранной конструкции составляет0,25 МПа, при этом диаметр промежуточной мембраны составляет 17 мм.

Необходимый уровень легирования для тензопреобразователей обеспечивается диффузией из неограниченного источника с заданным уровнем концентрации бора. Концентрация бора в кремнии представляет величину, близкую к предельной растворимости в твердой фазе, что и обеспечивает заданную величину и однородность легирования при диффузии.

Бор в процессе термического окисления переходит из кремния в окисел, что является основой процесса повышения точности легирования. Из партии структур КНС формируют три группы с определенным шагом по удельному сопротивлению, а затем при заданном режиме термического окисления понижают концентрацию бора в первой и второй группе до уровня третьей, что позволяет снизить технологический разброс уровня легирования в два раза.