Actual directions of scientific researches of the XXI century: theory and practice Actual directions of scientific researches of the XXI century: theory and practice Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика 2308-8877 8301 10.12737/14841 Modeling of sensitive elements of pressure sensors based on wide bandgap semiconductors Mоделирование чувствительных элементов датчиков давления на основе широкозонных полупроводников Волков Вадим Сергеевич Volkov Vadim Сергеевич Французов Максим Владимирович Frantsuzov Maksim Владимирович 10 12 2015 10 12 2015 3 7 213 217 https://anni.editorum.ru/en/nauka/article/8301/view

Обосновано применение поликристаллических алмазных пленок алмаза для создания полупроводниковых тензорезистивных датчиков давления. Приведены результаты численного моделирования характеристик балки и круглой плоской мембраны на основе кремния и поликристаллического алмаза.

Justified the use of polycrystalline diamond films of diamond for creation of semiconductor piezoresistive pressure sensors. The results of numerical modeling of characteristics of round beams and flat membrane based on silicon and polycrystalline diamond.

 пленка поликристаллического алмаза чувствительный элемент полупроводниковый датчик давления film polycrystalline diamond sensor semiconductor pressure sensor

В современной технике широкое распространение получили полупроводниковые тензорезистивные датчики давления [1 - 4]. Необходимость сохранения высоких метрологических и эксплуатационных характеристик датчиков т в условиях ужесточающихся требований со стороны внешних воздействующих факторов требует применения новых материалов для изготовления чувствительных элементов (ЧЭ), поэтому актуальной является задача поиска материала, превосходящего кремний по механическим и электрофизическим параметрам [1 – 5].В первую очередь, к таким материалам относится алмаз, являющийся широкозонным полупроводником с шириной запрещенной зоны 5,4 эВ [6].Температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР) α поликристаллического алмаза, в диапазоне от 20 °С до 500 °С определяется зависимостью

Баринов И.Н., Цыпин Б.В. Состояние разработок и тенденции развития высокотемпературных тензорезистивных датчиков давлений на основе карбида кремния // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика.−2010.− №11.−С. 50-60. Barinov I.N., Tsypin B.V. Sostoyanie razrabotok i tendentsii razvitiya vysokotemperaturnykh tenzorezistivnykh datchikov davleniy na osnove karbida kremniya. Pribory i sistemy. Upravlenie, kontrol´, diagnostika.−2010.− №11.−S. 50-60. Баринов И.Н. Разработка высокотемпературных полупроводниковых датчиков давления / Мокров Е.А. Баринов И.Н. // Приборы.−2008.− №11.− С. 8-13. Barinov I.N. Razrabotka vysokotemperaturnykh poluprovodnikovykh datchikov davleniya / Mokrov E.A. Barinov I.N.. Pribory.−2008.− №11.− S. 8-13. Баринов И.Н. Высокотемпературные тензорезистивные датчики давлений на основе карбида кремния. Состояние разработок и тенденции развития // Компоненты и технологии.−2010.−№8.−С. 64-71. Barinov I.N. Vysokotemperaturnye tenzorezistivnye datchiki davleniy na osnove karbida kremniya. Sostoyanie razrabotok i tendentsii razvitiya. Komponenty i tekhnologii.−2010.−№8.−S. 64-71. Баринов И.Н., Волков В.С., Цыпин Б.В., Евдокимов С.П. Разработка и изготовление микроэлектронных датчиков давления для особо жестких условий эксплуатации // Датчики и системы. - 2014. - № 2. - с. 49 - 61. Barinov I.N., Volkov V.S., Tsypin B.V., Evdokimov S.P. Razrabotka i izgotovlenie mikroelektronnykh datchikov davleniya dlya osobo zhestkikh usloviy ekspluatatsii. Datchiki i sistemy. - 2014. - № 2. - s. 49 - 61. Волков В.С. Снижение температурной зависимости начального выходного сигнала высокотемпературного полупроводникового датчика давления на структуре «поликремний - диэлектрик» // Надежность и качество - 2013: труды международного симпозиума: в 2 т. / под.ред. Н.К. Юркова. - Пенза: Изд - во ПГУ, 2013, - 1 т. - с. 75 - 77. Volkov V.S. Snizhenie temperaturnoy zavisimosti nachal´nogo vykhodnogo signala vysokotemperaturnogo poluprovodnikovogo datchika davleniya na strukture «polikremniy - dielektrik». Nadezhnost´ i kachestvo - 2013: trudy mezhdunarodnogo simpoziuma: v 2 t. / pod.red. N.K. Yurkova. - Penza: Izd - vo PGU, 2013, - 1 t. - s. 75 - 77. CVD Diamond for Electronic Devices and Sensors Edited by Ricardo S. Sussmann, 2009 John Wiley & Sons, L td. ISBN: 978-0-470-06532-7 CVD Diamond for Electronic Devices and Sensors Edited by Ricardo S. Sussmann, 2009 John Wiley & Sons, L td. ISBN: 978-0-470-06532-7 Баринов И.Н., Волков В.С., Кучумов Е.В. Струнный автогенераторный измерительный преобразователь на основе пьезоструктуры // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль., №2. 2014. С.58-65. Barinov I.N., Volkov V.S., Kuchumov E.V. Strunnyy avtogeneratornyy izmeritel´nyy preobrazovatel´ na osnove p´ezostruktury. Izmerenie. Monitoring. Upravlenie. Kontrol´., №2. 2014. S.58-65. Кучумов Е.В. Особенности динамики колебаний металлического струнного чувствительного элемента датчика // Измерительная техника, №3. 2011. С. 7-11. Kuchumov E.V. Osobennosti dinamiki kolebaniy metallicheskogo strunnogo chuvstvitel´nogo elementa datchika. Izmeritel´naya tekhnika, №3. 2011. S. 7-11. Волков В.С., Баринов И.Н. Автоматизация разработки диагностического обеспечения интеллектуальных полупроводниковых датчиков давления // Приборы.- 2009. - № 12. - с. 20 - 26. Volkov V.S., Barinov I.N. Avtomatizatsiya razrabotki diagnosticheskogo obespecheniya intellektual´nykh poluprovodnikovykh datchikov davleniya. Pribory.- 2009. - № 12. - s. 20 - 26. Волков В.С., Фандеев В.П., Баринов И.Н. Использование информационных технологий для разработки диагностического обеспечения электронных устройств // Технологии приборостроения. - 2006. - № 4. - с. 21 - 23. Volkov V.S., Fandeev V.P., Barinov I.N. Ispol´zovanie informatsionnykh tekhnologiy dlya razrabotki diagnosticheskogo obespecheniya elektronnykh ustroystv. Tekhnologii priborostroeniya. - 2006. - № 4. - s. 21 - 23. Волков В.С., Баринов И.Н. Использование системы Simulink при имитационном моделировании высокотемпературных полупроводниковых датчиков давления // Приборы.- 2011. -. № 7. - с. 50 - 55. Volkov V.S., Barinov I.N. Ispol´zovanie sistemy Simulink pri imitatsionnom modelirovanii vysokotemperaturnykh poluprovodnikovykh datchikov davleniya. Pribory.- 2011. -. № 7. - s. 50 - 55. Волков, В.С. Модели, методы и алгоритмы оптимизации диагностирования приборов.: Учебное пособие / В.П. Фандеев, В.С. Волков - Пенза: Изд-во ПГУ, 2007. - 76 с. Volkov, V.S. Modeli, metody i algoritmy optimizatsii diagnostirovaniya priborov.: Uchebnoe posobie / V.P. Fandeev, V.S. Volkov - Penza: Izd-vo PGU, 2007. - 76 s.