Высокотемпературный полупроводниковый преобразователь давления

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2507491:

Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в разработке и изготовлении малогабаритных полупроводниковых преобразователей давления, работоспособных при повышенных температурах. Полупроводниковый преобразователь давления содержит мембрану с профилем, представляющим собой сочетание утонченных участков и жестких центров с концентраторами механических напряжений в месте расположения тензорезисторов. Мембрана имеет толщину, равную высоте тензорезисторов, поверхность которых покрыта слоем двуокиси кремния. Тензорезисторы сформированы на закрепленном на мембране слое двуокиси кремния и выполнены из кремния. Тензорезисторы объединены с помощью коммутационных шин в мостовую измерительную схему. Слой двуокиси кремния расположен под тензорезисторами и коммутационными шинами. Поверхность мембраны со стороны тензорезисторов покрыта изолирующим слоем нелегированного карбида кремния вокруг тензорезисторов толщиной не менее высоты тензорезисторов. На периферии мембраны расположена схема температурной компенсации, состоящая из терморезисторов, имеющих соединенные с ними металлизированные контактные площадки для включения в мостовую схему. Техническим результатом является повышение точности преобразователя в диапазоне высоких температур. 1 ил.

Предлагаемое техническое решение относится к области измерительной техники, в частности, к преобразователям давлений высокотемпературных сред и может быть использовано в разработке и изготовлении малогабаритных полупроводниковых преобразователей давления, работоспособных при повышенных температурах.

Известен преобразователь давления и способ его изготовления, характеризующиеся тем, что тензорезисторы из высоколегированного кремния через диэлектрический слой нанесены на профилированную кремниевую мембрану [1].

Известен преобразователь давления и способ его изготовления, характеризующиеся тем, что мембрана со слоем диэлектрика, на которой сформированы тензорезисторы, легирована бором до того же уровня концентрации, что и тензорезисторы, при этом толщина мембраны под слоем диэлектрика равна толщине тензорезисторов [2].

Недостатками известных устройств являются низкая точность в диапазоне высоких температур, обусловленная значительной температурной погрешностью выходного сигнала.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является полупроводниковый преобразователь давления, содержащий мембрану с утолщенным периферийным основанием, с профилем, представляющим собой сочетание утонченных участков и жестких центров с концентраторами механических напряжений в месте расположения тензорезисторов, выполненную из кремния и легированную бором до концентрации не менее 5·10¹⁹ см^-3, и имеющую толщину, равную высоте тензорезисторов с поверхностью, покрытых слоем двуокиси кремния, сформированных на закрепленном на мембране слое двуокиси кремния и выполненных из кремния, легированного бором до того же уровня концентрации, что и мембрана и объединенных с помощью коммутационных шин в мостовую измерительную схему, и имеющих соединенные с ними металлизированные контактные площадки, слой двуокиси кремния расположен под тензорезисторами и коммутационными шинами, а поверхность мембраны со стороны тензорезисторов покрыта слоем нелегированного поликристаллического кремния вокруг тензорезисторов толщиной не менее высоты тензорезисторов [3].

Недостатками известного устройства являются низкий рабочий диапазон температур, обусловленный резким ухудшением диэлектрических свойств слоя нелегированного поликристаллического кремния, расположенного вокруг тензорезисторов при температуре более 300°C, а также низкая точность преобразования давления из-за значительной температурной погрешности.

Изобретение направлено на повышение точности преобразователя в диапазоне высоких температур.

Согласно изобретению в полупроводниковом преобразователе давления, содержащем мембрану с утолщенным периферийным основанием, с профилем, представляющим собой сочетание утонченных участков и жестких центров с концентраторами механических напряжений в месте расположения тензорезисторов, выполненную из кремния и легированную бором до концентрации не менее 5·10¹⁹ см^-3, и имеющую толщину, равную высоте тензорезисторов с поверхностью, покрытой слоем двуокиси кремния, сформированных на закрепленном на мембране слое двуокиси кремния и выполненных из кремния, легированного бором до того же уровня концентрации, что и мембрана и объединенных с помощью коммутационных шин в мостовую измерительную схему, и имеющих соединенные с ними металлизированные контактные площадки, слой двуокиси кремния расположен под тензорезисторами и коммутационными шинами, а поверхность мембраны со стороны тензорезисторов покрыта изолирующим слоем нелегированного карбида кремния вокруг тензорезисторов толщиной не менее высоты тензорезисторов, кроме того на мембране в области с нулевой деформацией размещается схема температурной компенсации, состоящая из двух полупроводниковых терморезисторов, имеющих соединенные с ним металлизированные контактные площадки, при помощи которых схема температурной компенсации включается в мостовую схему.

Введение предложенной конструкции, содержащей мембрану, покрытую со стороны тензорезисторов слоем нелегированного карбида кремния вокруг тензорезисторов толщиной не менее высоты тензорезисторов, позволяет увеличить максимальную рабочую температуру преобразователя за счет введения со стороны тензорезисторов изолирующего слоя нелегированного карбида кремния вокруг тензорезисторов толщиной не менее высоты тензорезисторов. Карбид кремния характеризуется высокой температурой Дебая, определяющей температуру, при которой возникают упругие колебания кристаллической решетки (фононы) с максимальной для данного материала частотой. Температуру Дебая можно рассматривать как параметр, характеризующий термическую стабильность полупроводника. При превышении этой температуры колебания могут стать неупругими и привести к разрушению материала. Электронные свойства приборов на основе карбида кремния стабильны во времени и слабо зависят от температуры, что обеспечивает высокую надежность изделий [4, 5]. Слой нелегированного карбида кремния сохраняет диэлектрические свойства при температуре до 600°C, что обеспечивает работоспособность преобразователя при указанной температуре.

Введение в конструкцию схемы температурной компенсации, состоящей из полупроводниковых терморезисторов, подключающейся к мостовой измерительной схеме, позволяет повысить точность полупроводникового преобразователя давления путем компенсации дополнительной температурной погрешности с использованием схемотехнических методов температурной компенсации. Первый терморезистор подключается к одному из рабочих плечей мостовой схемы, что обеспечивает снижение температурной зависимости начального выходного сигнала [6], второй терморезистор включается в диагональ питания мостовой схемы, что обеспечивают снижение температурной зависимости чувствительности преобразования [7].

Предлагаемое устройство поясняется на фиг.1.

На фиг.1 изображен преобразователь, содержащий чувствительный элемент из кремния (1) с легированной бором мембраной (2) с профилем (3) и утолщенным периферийным основанием (4) со сформированными на ней через слой двуокиси кремния (5) тензорезисторами из кремния, легированного бором до того же уровня концентрации, что и мембрана и объединенных с помощью коммутационных шин в мостовую измерительную схему (6), покрытыми слоем двуокиси кремния (7) и соединенными с контактными площадками (8) с помощью коммутационных шин (9) и со сформированными на ней терморезисторами (11), расположенными на периферии мембраны в области с нулевой деформацией. Слой двуокиси кремния (5) расположен под тензорезисторами (6) и коммутационными шинами (9). Поверхность мембраны (2) со стороны тензорезисторов (6) покрывает изолирующий слой нелегированного карбида кремния (10) вокруг тензорезисторов (6) толщиной не менее высоты тензорезисторов (6).

Принцип работы преобразователя заключается в следующем.

Измеряемое давление, воздействуя на мембрану с жестким центром, через слои двуокиси кремния и нелегированного карбида кремния деформирует тензорезисторы и увеличивает разбаланс мостовой схемы, в которую замкнуты тензорезисторы. Наличие на поверхности мембраны со стороны тензорезисторов изолирующего слоя нелегированного карбида кремния вокруг тензорезисторов толщиной не менее высоты тензорезисторов, позволяет повысить максимальную рабочую температуру преобразователя до 600°C за счет сохранения карбидом кремния диэлектрических свойств при данной температуре. Наличие схемы температурной компенсации, состоящей из двух терморезисторов, размещенных в области мембраны с нулевой деформацией и подключенных к мостовой схеме, позволяет повысить точность измерительного преобразования путем компенсации дополнительной погрешности за счет снижения температурной погрешности нуля и температурной погрешности чувствительности преобразователя. Использование предложенной конструкции позволяет обеспечить работоспособность, преобразователя давления в диапазоне температур до 600°C при увеличении точности измерительного преобразования.

Технико-экономическим преимуществом предлагаемого преобразователя по сравнению с известными является повышение точности преобразователя в диапазоне высоких температур.

Источники информации

1. Патент США № 4400869, кл. H 01 L 21/225, 1984.

2. Патент RU №1732199.

3. Патент RU №2310176.

4. Лебедев А., Сбруев С. SiC-электроника. Прошлое, настоящее, будущее // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. - 2006. - №5. - С. 28-41.

5. Васильев А., Лучинин В., Мальцев П. Микросистемная техника. Материалы, технологии, элементная база // Электронные компоненты. - 2000. - №4. - С. 3-11.

6. Проектирование датчиков для измерения механических величин / под ред. Е.П. Осадчего. - М.: Машиностроение, 1979. - 480 с.

7. Ваганов В.И. Интегральные тензопреобразователи. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 136 с.

Полупроводниковый преобразователь давления, содержащий мембрану с утолщенным периферийным основанием, с профилем, представляющим собой сочетание утонченных участков и жестких центров с концентраторами механических напряжений в месте расположения тензорезисторов, выполненную из кремния и легированную бором до концентрации не менее 5·10¹⁹ см^-3, и имеющую толщину, равную высоте тензорезисторов с поверхностью, покрытой слоем двуокиси кремния, расположенным под коммутационными шинами и тензорезисторами, сформированными на закрепленном на мембране слое двуокиси кремния и выполненными из кремния, легированного бором до того же уровня концентрации, что и мембрана и объединенными с помощью коммутационных шин в мостовую измерительную схему, при этом поверхность мембраны со стороны тензорезисторов покрыта слоем толщиной не менее высоты тензорезисторов, отличающийся тем, что поверхность мембраны со стороны тензорезисторов покрыта изолирующим слоем нелегированного карбида кремния вокруг тензорезисторов, а мостовая измерительная схема включает в себя схему температурной компенсации, состоящую из двух полупроводниковых терморезисторов.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения давления в жидких и газообразных агрессивных средах. Датчик абсолютного давления содержит корпус со штуцером, герметизирующую контактную колодку, металлическую мембрану, несжимаемую жидкость, полупроводниковый чувствительный элемент, состоящий из стеклянного основания и квадратного профилированного полупроводникового кристалла, в центре тонкой части которого сформирован жесткий центр квадратной формы, на рабочей части полупроводникового кристалла сформирована мостовая измерительная цепь, состоящая из четырех тензорезисторов.

Способ изготовления тензорезисторного датчика давления на основе тонкопленочной нано- и микроэлектромеханической системы // 2505791

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к тензорезисторным датчикам давления на основе тонкопленочных нано- и микроэлектромеханических систем (НиМЭМС) с мостовой измерительной цепью, предназначенных для использования в системах управления, контроля и диагностики объектов длительного функционирования.

Преобразователь давления // 2502970

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при разработке полупроводниковых датчиков давления, выполненных по технологии МЭМС (микроэлектромеханические системы).

Способ измерения давления, калибровки и датчик давления на основе нано- и микроэлектромеханической системы // 2498250

Изобретение относится к измерительной технике. В способе измерения давления с использованием тензорезисторного датчика давления на основе нано- и микроэлектромеханической системы (НиМЭМС), в режиме измерения значение измеренного давления Pi вычисляют путем бигармонической сплайн интерполяции по контрольным точкам, исходя из сохраненного на этапе калибровки вектор-столбца W(Pэ, Uiz, Upt, X1…Xn) по формуле: Pi=GT×W, где GT - транспонированный вектор-столбец G; символ «×» обозначает матричное произведение.

Способ изготовления тензорезисторного датчика давления на основе тонкопленочной нано- и микроэлектромеханической системы // 2498249

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к тензорезисторным датчикам давления на основе тонкопленочных нано- и микроэлектрических систем (НиМЭМС) с мостовой измерительной пенью, предназначенных для использования в системах управления, контроля и диагностики объектов длительного функционирования.

Устройство для измерения давления // 2492439

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении давлений измерительными устройствами, построенными на базе тензорезисторных мостов.

Способ изготовления датчика давления на основе тонкопленочной нано- и микроэлектромеханической системы // 2488082

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к тензорезисторным датчикам давления на основе тонкопленочных нано- и микроэлектрических систем с мостовой измерительной цепью, предназначенным для использования в системах управления, контроля и диагностики технически сложных объектов длительного функционирования.

Способ изготовления высокостабильного датчика давления на основе тонкопленочной нано- и микроэлектромеханической системы // 2487328

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к тензорезисторным датчикам давления на основе тонкопленочных нано- и микроэлектрических систем (НиМЭМС) с мостовой измерительной цепью, предназначенным для использования в системах управления, контроля и диагностики технически сложных объектов длительного функционирования.

Способ измерения давления, способ калибровки и датчик давления на основе нано- и микроэлектромеханической системы // 2484435

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении давления жидких и газообразных средств. .

Датчик давления на основе нано- и микроэлектромеханической системы повышенной точности и надежности // 2480723

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения давления жидких и газообразных агрессивных сред в условиях воздействия нестационарных тепловых полей.

Способ изготовления тензорезисторного датчика давления на основе тонкопленочной нано- и микроэлектромеханической системы // 2512142

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к датчикам давления на основе тонкопленочных нано- и микроэлектрических систем (НиМЭМС), предназначенных для использования в системах управления, контроля и диагностики объектов длительного функционирования. Способ изготовления заключается в полировании поверхности мембраны, формировании на ней диэлектрической пленки и тензоэлементов с низкоомными перемычками и контактными площадками между ними с использованием шаблона тензочувствительного слоя, имеющего конфигурацию тензоэлементов в зонах, совмещаемых с низкоомными перемычками и контактными площадками. При этом формирование тензоэлементов с низкоомными перемычками и контактными площадками между ними проводят в областях, в которых воздействующие на них при эксплуатации деформации и температуры удовлетворяют соответствующему соотношению. После формирования измеряют размеры и площадь элементов и переходов НиМЭМС с учетом количества, размеров и распределения дефектов, затем вычисляют по ним критерий временной стабильности по соответствующему соотношению. Если критерий временной стабильности меньше, чем предельно допустимое значение критерия временной стабильности, которое определяется экспериментальным путем по статистическим данным для конкретного типоразмера датчика, то данную сборку передают на последующие операции. Технический результат заключается в повышении временной стабильности, ресурса и срока службы. 2 ил.

Способ измерения давления и интеллектуальный датчик давления на его основе // 2515079

Предлагаемое изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении давления жидких и газообразных сред. Заявленная группа изобретений включает способ измерения давления с использованием тензорезисторного датчика давления на основе нано- и микроэлектромеханической системы (НиМЭМС) и интеллектуальный датчик давления на основе НиМЭМС. При этом в способе измерения давления, в режиме калибровки и измерения одновременно регистрируют данные напряжений между узлами питающей диагонали Upt, между одним узлом питающей диагонали и каждым из узлов измерительной диагонали (Uiz1, Uiz2). В режиме калибровки сохраняют данные для вычисления напряжений Uiz1, Uiz2, а в режиме измерения вычисляют измеренное значение давления Р исходя из напряжений питающей диагонали Upt и измерительной диагонали Uiz=Uiz1-Uiz2 и сохраненных на этапе калибровки данных. Затем вычисляют напряжения между узлом питающей диагонали и каждым из узлов измерительной диагонали, исходя из величины измеренного значения давления Р, напряжения питающей диагонали Upt и сохраненных на этапе калибровки данных, определяют разницу между вычисленными и измеренными значениями напряжений Uiz1, Uiz2. Если эта разница превышает значение критерия стабильности, то принимается решение о недостоверности результата измерения давления. Интеллектуальный датчик давления на основе НиМЭМС, реализующий предлагаемый способ измерения давления, содержит мостовую измерительную цепь из тензорезисторов, источник тока, три аналого-цифровых преобразователя, вычислительное устройство, постоянное запоминающее устройство и цифровой интерфейс, причем вычислительное устройство блока самоконтроля, второй, третий и четвертый входы которого соединены с первым, вторым и третьим выходами блока преобразования кода АЦП в численное значение напряжения, а пятый вход соединен с четвертым входом вычислительного устройства. Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности результата измерения путем введения самоконтроля датчика и осуществления проверки достоверности измерения давления за счет сравнения измеренных и вычисленных значений напряжений между одним узлом питающей диагонали и каждым из узлов измерительной диагонали. Техническим результатом изобретения является повышение надежности результата измерения путем введения самоконтроля датчика и осуществления проверки достоверности измерения давления за счет сравнения измеренных и вычисленных значений напряжений между одним узлом питающей диагонали и каждым из узлов измерительной диагонали. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Датчик давления на основе нано- и микроэлектромеханической системы для прецизионных измерений // 2516375

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для прецизионных измерений давления жидких и газообразных сред. Сущность: датчик содержит корпус, установленную в нем нано- и микроэлектромеханическую систему (НиМЭМС), состоящую из упругого элемента в виде мембраны с жестким центром, заделанной по контуру в опорное основание, образованной на ней гетерогенной структуры из тонких пленок материалов, герметизирующей контактной колодки и соединительных проводников. Сформированные в гетерогенной структуре радиальные тензорезисторы, установленные по двум окружностям, состоят из идентичных тензоэлементов в форме квадратов, соединенных тонкопленочными перемычками и включенных в мостовую измерительную цепь. Центры первых и вторых тензоэлементов размещены по окружностям с радиусами, определенными по соответствующим соотношениям. Между мембраной и жестким центром, а также мембраной и опорным основанием выполнены закругления с определенным радиусом. Технический результат: повышение точности и технологичности. 1 табл., 9 ил.

Датчик давления // 2523754

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для измерения давления при автоматизации контроля технологических процессов. Техническим результатом изобретения является уменьшение температурной погрешности и повышение быстродействия. Технический результат достигается тем, что в датчике давления выходы источника стабилизированного питания сенсорного моста соединены с входами АЦП и сенсорного моста, выходы сенсорного моста соединены с входами нормирующего усилителя. Выход сумматора соединен с входом нормирующего усилителя, выход нормирующего усилителя соединен с входом ЦАП1, выход которого соединен с входом безынерционного устройства компенсации основной погрешности, а его выход - с входом формирователя выходного сигнала напряжений питания и опорного напряжения. Один выход формирователя выходного сигнала напряжений питания и опорного напряжения соединен с входом источника стабилизированного питания сенсорного моста, второй выход соединен с входом ЦАП2 и вторым входом АЦП, а третий выход формирователя выходного сигнала напряжений питания и опорного напряжения соединен со вторым входом сумматора. Выход АЦП соединен с входом микроконтроллера, выходы которого соединены со вторыми входами ЦАП1 и ЦАП2. 1 ил.

Высокотемпературный полупроводниковый преобразователь давления // 2526788

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к преобразователям малых давлений высокотемпературных сред, и может быть использовано в разработке и изготовлении малогабаритных полупроводниковых преобразователей давления, работоспособных при повышенных температурах. Полупроводниковый преобразователь давления содержит мембрану с утолщенным периферийным основанием. Мембрана имеет толщину, равную толщине тензорезисторов, сформированных на закрепленном на мембране слое. Тензорезисторы объединены с помощью коммутационных шин, имеющих соединенные с ними металлизированные контактные площадки, в мостовую измерительную схему. Мембрана содержит профиль с концентраторами механических напряжений в местах расположения тензорезисторов, который представляет собой сочетание утонченных участков и жестких центров. Мембрана и тензорезисторы выполнены из поликристаллического алмаза одного типа проводимости, а закрепленный на мембране слой выполнен из поликристаллического алмаза другого типа проводимости. Техническим результатом изобретения является расширение температурного диапазона измерений и уменьшение температурной погрешности. 1 ил.

Высокотемпературный полупроводниковый преобразователь давления на основе структуры "поликремний-диэлектрик" // 2531549

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности, к преобразователям малых давлений и может быть использовано в разработке и изготовлении малогабаритных полупроводниковых преобразователей давления, работоспособных при повышенных температурах. Сущность: полупроводниковый преобразователь давления содержит упругий элемент (1), выполненный из кремния с поверхностью, покрытой изолирующим слоем двуокиси кремния (2), на котором сформированы тензорезисторы (3) из поликристаллического кремния, объединенные при помощи коммутационных шин (4) в многоэлементную мостовую схему (5). Схема (5) содержит три измерительных моста, каждый из которых состоит из четырех тензорезисторов (6) одинакового номинала, и четыре дополнительных тензорезистора (7), номинальное сопротивление которых в четыре раза меньше сопротивления тензорезисторов (6). Узлы измерительных диагоналей каждого моста последовательно соединены между собой, а дополнительные тензорезисторы (7) включены в цепи питания первого и третьего мостов таким образом, что они образуют разомкнутый измерительный мост, плечи которого подключены к трем замкнутым мостам. Выходное напряжение схемы снимается с крайних узлов измерительной диагонали первого и третьего мостов. Технический результат: повышение точности и чувствительности преобразователя в диапазоне высоких температур. 2 ил.

Способ изготовления тонкопленочной нано- и микроэлектромеханической системы датчика механических величин // 2544864

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в технологии изготовления малогабаритных тонкопленочных датчиков механических величин, работоспособных в широком диапазоне температур. Изобретение позволяет расширить температурный диапазон работы датчика на основе тонкопленочной нано- и микроэлектромеханической системы, повысить воспроизводимость таких параметров тензорезисторов, как электрическое сопротивление и температурный коэффициент сопротивления (ТКС), снизить температурную чувствительность датчиков. Способ изготовления тонкопленочной нано- и микроэлектромеханической системы высокотемпературного датчика механических величин заключается в том, что на планарной стороне упругого элемента методами вакуумного распыления образуют гетерогенную структуру из нано- и микроразмерных пленок материалов, содержащую тонкопленочные диэлектрические, тензорезистивные и контактные слои, формируют тензорезисторы, контактные проводники и контактные площадки к ним. Тензорезистивный слой формируют методом магнетронного распыления в вакуумной камере с одновременным использованием двух мишеней из никеля и титана. Упругий элемент со сформированным на нем диэлектрическим слоем устанавливают на карусель, нагревают, создают давление аргона, а затем вращают карусель с упругим элементом, при этом задают определенные плотности токов в зонах распыления мишеней. После этого упругий элемент выдерживают в вакууме при повышенной температуре. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ измерения давления // 2544886

Изобретение относится к измерительной технике и направлено на повышение точности измерения и стабильности технических характеристик датчиков давления. Способ измерения давления заключается в размещении датчика давления на основе тензорезистивного моста в исследуемую среду, регистрации напряжений с питающей и измерительной диагоналей моста, их преобразовании в аналоговый сигнал постоянного тока и определении по этим сигналам давления. Напряжение питания периодически изменяют путем кратковременной смены его полярности, а измерение давления осуществляют во время периодической кратковременной смены полярности напряжения питания. После кратковременной смены полярности напряжения питания осуществляют возврат полярности на первоначальную, после чего осуществляют измерение давления. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения и стабильности технических характеристик датчика давления. 1 ил.

Способ изготовления тензорезисторного датчика давления на основе тонкопленочной нано- и микроэлектромеханической системы // 2545314

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к тензорезисторным датчикам давления на основе тонкопленочных нано- и микроэлектромеханических систем (НиМЭМС) с мостовой измерительной цепью. Техническим результатом изобретения является повышение временной стабильности, ресурса, срока службы, уменьшение погрешности при воздействии нестационарных температур и повышенных виброускорений. Способ изготовления тензорезисторного датчика давления заключается в полировании поверхности мембраны, формировании на ней диэлектрической пленки и тензоэлементов с низкоомными перемычками и контактными площадками между ними с использованием шаблона тензочувствительного слоя в виде полос, присоединении выводных проводников к контактным площадкам в областях, удаленных от полос участков, подключении к выходу НиМЭМС регистратора, включении напряжения НиМЭМС, создании на мембране нормированного нестационарного, симметричного относительно центра мембраны поля температур и температурных деформаций. Регистрируют на регистраторе выходного сигнала НиМЭМС во время воздействия на мембрану нестационарное поле температур и температурных деформаций. Сравнивают полученный выходной сигнал испытуемой НиМЭМС по амплитуде спектральных составляющих с аналогичным сигналом эталонной НиМЭМС. Если разницы амплитуд выходных сигналов или амплитуд спектральных составляющих выходных сигналов не превышают предельно допустимых значений, которые принимаются за критерии временной стабильности, то данную сборку передают на последующие операции. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ изготовления тонкопленочной нано- и микроэлектромеханической системы высокотемпературного датчика механических величин // 2547291

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в технологии изготовления малогабаритных тонкопленочных датчиков механических величин, работоспособных в широком диапазоне температур. Изобретение обеспечивает расширение температурного диапазона работы датчика, повышение воспроизводимости таких параметров тензорезисторов, как электрическое сопротивление и температурный коэффициент сопротивления, снижение температурной чувствительности датчиков. В способе изготовления тонкопленочной нано- и микроэлектромеханической системы высокотемпературного датчика механических величин на планарной стороне упругого элемента методами вакуумного распыления образуют гетерогенную структуру из нано- и микроразмерных пленок материалов, содержащую тонкопленочные диэлектрические, тензорезистивные и контактные слои. Формируют тензоэлементы (тензорезисторы), контактные проводники и контактные площадки к ним. Тензорезистивный слой формируют методом магнетронного распыления в вакуумной камере с одновременным использованием двух мишеней из никеля и титана. Упругий элемент со сформированным на нем диэлектрическим слоем устанавливают на карусель, нагревают, создают давление аргона, а затем вращают карусель, при этом задают плотности токов в зонах распыления первой и второй мишеней, исходя из их определенного соотношения. После этого упругий элемент выдерживают в вакууме при повышенной температуре в течение нескольких часов. 5 ил.