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.
пленка поликристаллического алмаза, чувствительный элемент, полупроводниковый датчик давления
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
1. 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.
2. Баринов И.Н. Разработка высокотемпературных полупроводниковых датчиков давления / Мокров Е.А. Баринов И.Н. // Приборы.−2008.− №11.− С. 8-13.
3. Баринов И.Н. Высокотемпературные тензорезистивные датчики давлений на основе карбида кремния. Состояние разработок и тенденции развития // Компоненты и технологии.−2010.−№8.−С. 64-71.
4. 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.
5. 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.
6. CVD Diamond for Electronic Devices and Sensors Edited by Ricardo S. Sussmann, 2009 John Wiley & Sons, L td. ISBN: 978-0-470-06532-7
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.
8. Кучумов Е.В. Особенности динамики колебаний металлического струнного чувствительного элемента датчика // Измерительная техника, №3. 2011. С. 7-11.
9. Волков В.С., Баринов И.Н. Автоматизация разработки диагностического обеспечения интеллектуальных полупроводниковых датчиков давления // Приборы.- 2009. - № 12. - с. 20 - 26.
10. 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.
11. Волков В.С., Баринов И.Н. Использование системы Simulink при имитационном моделировании высокотемпературных полупроводниковых датчиков давления // Приборы.- 2011. -. № 7. - с. 50 - 55.
12. 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.
