Способ группового изготовления полупроводниковых чувствительных тензоэлементов

 

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться при изготовлении полупроводниковых интегральных датчиков механических величин. Целью изобретения является повышение точности изготовления полупроводниковых чувствительных тензоэлементов с заданными градуировочными характеристиками за счет выбора одного из тензоэлементов в качестве контрольного и измерения его вьсходного параметра. Для измерения выходного параметра контрольного тензоэлемента 4 устанавливают подложку на подставку 5 и нагружают ее в зоне расположения контрольного тензоэлемента 4 постоянной механической нагрузкой. Для этого в процессе травления устраивают паузы. 2 з.п. ф -лы, 1 ил. а $ СО С ел D

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 G 01 В 7/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ГОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / ":, „. /

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) СПОСОБ ГРУППОВОГО ИЗГОТОВЛЕНИ

ПОЛУПРОВОДНИКОВЪ|Х ЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ

ТЕНЗОЭЛЕМЕНТОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться при изготовлении полупроводниковых интегральных датчиков механических величин. Целью изобретения является повышение точности изготовления полупроводниковых чувствительных тензоэлементов с заданными градуировочными характеристиками за счет выбора одного из тензоэлементов в качестве контрольного и измерения его выходного параметра. Для измерения выходного параметра контрольного тензоэлемента 4 устанавливают подложку на подставку 5 и нагружают ее в зоне расположения контрольного тензоэлемента 4 постоянной механической нагрузкой. Для этого в процессе травления устраивают паузы. 2 s.n. ф-лы, 1 ил. (21) 3650805/25-28 (22) 11. 10. 83 (46) 23.09.86. Бюл. Р 35 (72) В.Н. Борщев, В.А. Осипов, Ю.M. Спалек, N.Þ. Тихомиров и К.Ю. Харенко (53) 531. 781. 2(088. 8) (56) Анкудинов Д.Т., Мамаев К.H.

Малобазные тензодатчики сопротивления. — M.: Машиностроение, 1968, с. 52-53.

Ваганов В.И., Гончарова Н.И.

Контроль толщины профиля упругих элементов интегральных механоэлектрических преобразователей./Сб.: Измерительные преобразователи механических и тепловых величин на базе микроэлектроники. М.: МДНТ, 1980, с. 69-75.

„„SU„„1259104 А 1

i 259104

15

4S

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при изготовлении полупроводниковых интегральных датчиков механических величин — перемещений, усилий, давлений, ускорении и других физических параметров.

Известен способ группового изготовления полупроводниковых чувствительных элементов, заключающийся в том, что на пластине .из монокристаллического полупроводникового материала формируют группу тензоэлементов, помещают пластину в травильную ванну и стравливают поверхностный слой до распада пластины на отдельные тензоэлементы (11.

Однако этот способ не обеспечивает точности изготовления тензаэлементов по толщине.

Наиболее близким к изобретению по технически сущности и достигаемому результату является способ группового изготовления полупроводниковых чувствительных тензоэлементов, заключающийся в том, что на подложке формируют группу тензоэлементов, помещают подложку в травильную ванну и стравливают поверхностный слой в течение заданного времени (2J .

Известный способ не обеспечивает точности изготовления полупроводниковых чувствительных тензоэлементов, так как для точного изготовления тензоэлемента необходимо учесть отклонение от допуска не только формы и размеров упругого элемента, роль которого играет подложка, но и модуля упругости материала подложки, тензочувствительности полупроводникового материала и электрического сопротивления тензоэлемента;

Целью изобретения является повышение точности изготовления полупроводниковых чувствительных теизоэлементов заданными градуировочными характеристиками.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу группового изготовления полупроводниковых чувствительных тензоэлементов, заключающемуся в том,,что на подложке формируют группу тензоэлементов, помещают подложку в травильную ванну и стравливают поверхностный слой, перед травлением к одному из тензоэлементов, выбранному в качестве контрольного, присоединяют вывод- ные проводники, нагружают подложку в зоне расположения. этого тензоэлемента постоянной механической нагрузкой и измеряют в паузах процесса травления выходной параметр контрольного тензоэлемента.

Кроме того, предварительно в подложке травят углубление для размещения контрольного тензоэлемента, а подложку нагружают сосредоточенной силой.

Контрольный тензоэлемент формируют в виде интегрального тензомоста.t

На чертеже представлена подложка в случае травления углубления для размещения контрольного тензоэлемеита, поперечное сечение.

Подложка 3 из исходного полупроводникового материала содержит группу 2 тензоэлементов, локальную мембрану 3, контрольный тензоэлемент 4 и подставку 5..

Способ осуществляют следующим образом.

На подложке 1 из исходного полупроводникового материала формируют группу 2 тензоэлементов, например одиночных тензорезисторов, тензометрических полумостов или мостов. По одному из вариантов способа предварительно помещают подложку в ванну и стравливают поверхностный слой в зоне будущего расположения контрольного тензоэлемента. При этом образуется локальная мембрана 3, на которой размещают контрольный тензоэлемент 4. Тензоэлемент 4 можно фор-. мировать в виде интегрального тензомоста, резисторы которого размещены на участках наибольших деформаций мембраны 3.

После формирования тензоэлементов к одному из них, выбранному в качестве контрольного, присоединяют выводные проводники, конструктивно оформленные в виде контактных площадок для подключения зондовой головки, устанавливают подложку на подставку 5, нагружают подложку в зоне расположения контрольного тензоэлемента 4 постоянной механической нагрузкой (по варианту с углублением — сосредоточенной силой) и измеряют выходной параметр контрольного тензоэлемента 4, например сопротивление одиночного тензорезистора, выходное напряжение полумоста или полного моста.

1259

3. Способ по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что контрольный тензоэлемент формируют в виде интегрального тензомоста.

Составитель Н.Тимошенко

Техред И.Попович Корректор Т.Колб

Редактор И.Шулла

Заказ 5112/39

Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул.Проектная, 4

Затем снимают нагрузку, помещают подложку 1 в травильную ванну и проводят травление подложки. Периодически в процессе травления устраивают паузы, вынимают подложку из ванны и вновь повторяют операции нагружения тензоэлемента и измерения его выходного параметра. По достижении заданного значения этого параметра травление прекращают. !О

Использование предлагаемого способа позволяет повысить точность изготовления полупроводниковых чувствительных тензоэлементов с заданными градуировочными характеристиками. f5

Уменьшается доля тензоэлементов в группе, которая идет в брак вследствие слишком низкой чувствительности к измеряемому тензоэлементом параметру. Существенно снижается раз- 20 брос характеристик между тензоэлементами различных партий. Все это способствует повышению эффективнос-, ти процесса изготовления и снижению себестоимости выпускаемой продукции. 25

Формула изобретения

1. Способ группового изготовления полупроводниковых чувствительных

104 cf тензоэлементов, заключающийся в том, что на подложке формируют группу тензоэлементов, помещают подложку в травильную ванну и стравливают поверхностный слой, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности, перед травлением к одному из тензоэлементов, выбранному в качестве контрольного, присоединяют выводные проводники, нагружают, подложку в зоне расположения этого тензоэлемента постоянной механической нагрузкой и измеряют в паузах процесса травления выходной пара" метр контрольного тензоэлемента.

2. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что предварительно в подложке травят углубление для размещения контрольного тензоэлемента, а подложку нагружают сосредоточенной силой.