Полупроводниковые приборы, специально предназначенные для выпрямления, усиления, генерирования или переключения и имеющие по меньшей мере один потенциальный барьер, на котором имеет место скачкообразное изменение потенциала, или поверхностный барьер, конденсаторы или резисторы, содержащие по меньшей мере один потенциальный барьер, на котором имеет место скачкообразное изменение потенциала, или поверхностный барьер, например имеющие обедненный слой с электронно-дырочным переходом или слой с повышенной концентрацией носителей, конструктивные элементы полупроводниковых подложек или электродов для них: ..управляемые только изменением приложенных механических усилий, например изменением давления – H01L 29/84
Патенты в данной категории
НАКЛЕИВАЕМЫЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ТЕНЗОРЕЗИСТОР
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве чувствительного элемента в датчиках механических величин. Наклеиваемый полупроводниковый тензорезистор содержит полимерную подложку на которой одной своей поверхностью полностью лежит тензочувствительная полоска. На противоположной поверхности полоски расположены металлопленочные площадки, которые частично перекрывают ее, кроме средней и концевых частей. Диэлектрическая разделительная пленка закрывает центральную часть тензочувствительной полоски и части металлопленочных площадок. Перекрывая концевые части всех пленок расположены две контактные площадки, при этом расстояние между указанными контактными площадками больше, чем расстояние между металлопленочными площадками, но меньше, чем длина разделительной диэлектрической пленки. Изобретение обеспечивает уменьшение механических напряжений между элементами, участвующими в передаче деформации объекта на тензочувствительную полоску. 4 ил. |
2511209 патент выдан: опубликован: 10.04.2014 |
|
ИНТЕГРАЛЬНЫЙ ТЕНЗОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УСКОРЕНИЯ
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при конструировании микромеханических тензорезисторных акселерометров, работоспособных при повышенных температурах. Интегральный тензопреобразователь ускорения содержит выполненные из единого монокристалла кремния два основания и соединяющий их концентратор механических напряжений, рабочие поверхности которых расположены в одной кристаллографической плоскости (100). На рабочей поверхности концентратора выполнены тензорезисторы, объединенные в мостовую схему и ориентированные в кристаллографических направлениях [110]. Одно из оснований выполнено в виде рамки монокристалла, внутри которого расположено второе основание, представляющее собой инерционную массу, а тензорезисторы выполнены из поликристаллического кремния на слое диэлектрика, расположенного на рабочей стороне концентратора механических напряжений, инерционной массы и области контактных площадок на рамке монокристалла. При этом в области контактных площадок на рамке монокристалла выполнен терморезистор из поликристаллического кремния на слое диэлектрика. Изобретение обеспечивает расширение температурного диапазона работы тензопреобразователя за счет снижения температурной погрешности измерения ускорения, а также расширение функциональных возможностей за счет одновременного измерения ускорения и температуры. 3 ил. |
2504866 патент выдан: опубликован: 20.01.2014 |
|
НАКЛЕИВАЕМЫЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ТЕНЗОРЕЗИСТОР
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве чувствительного элемента в датчиках механических величин (силы, давления, веса, перемещения и т.д.). Предлагаемый тензорезистор содержит полимерную подложку 1, разделительную диэлектрическую пленку 2, например, из моноокиси кремния, тензочувствительную пленку 3 из моносульфида самария, расположенные на ее концах металлические контактные площадки 4, и металлические пленки, выполненные в виде полосок 5, расположенных на тензочувствительной пленке 3, параллельно и на расстоянии друг от друга, при этом они через одну соединены с противоположными контактными площадками 4 и выполняют роль шунтов, а незашунтированная часть тензочувствительной пленки приобретает форму меандра. Изобретение обеспечивает возможность получения тензорезистора с высокой тензочувствительностью и низким электрическим сопротивлением при малых размерах. 3 ил. |
2481669 патент выдан: опубликован: 10.05.2013 |
|
КОНСТРУКЦИЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ДАВЛЕНИЯ НА КНИ-СТРУКТУРЕ
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к интегральным преобразователям давления. Сущность изобретения: чувствительный элемент преобразователя давления на КНИ-структуре содержит основание из монокристаллического кремния, первый изолирующий слой с окном в нем, слой упругого материала, второй изолирующий слой, по крайней мере, один тензорезистор и контакты к тензорезистору. Окно в первом изолирующем слое по всему периметру окружено первым изолирующим слоем. Слой упругого материала расположен на первом изолирующем слое и перекрывает окно в первом изолирующем слое по всему его периметру. Основание, первый изолирующий слой и слой упругого материала в месте расположения окна образуют герметичную камеру. Тензорезистор расположен частично между первым изолирующим слоем и слоем упругого материала, частично на поверхности слоя упругого материала над окном. Второй изолирующий слой разделяет тензорезистор и слой упругого материала. Тензорезистор выполнен из монокристаллического кремния. На части тензорезистора, расположенной на поверхности слоя упругого материала над окном и не покрытой вторым изолирующим слоем, расположен третий изолирующий слой, толщина которого составляет не более 0,2 и не менее 0,01 от толщины тензорезистора. Технический результат изобретения - увеличение чувствительности чувствительного элемента к давлению и повышение воспроизводимости начального выходного сигнала чувствительного элемента. 4 з.п. ф-лы, 6 ил. |
2474007 патент выдан: опубликован: 27.01.2013 |
|
ИНТЕГРАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ С ОДНИМ ЖЕСТКИМ ЦЕНТРОМ
Изобретение относится к измерительной технике. Сущность изобретения: интегральный преобразователь давления с одним жестким центром выполнен в виде монокристаллической кремниевой пластины, с первой стороны которой сформированы тензорезисторы и объединены электрическими связями в мост Уитстона, а со второй стороны монокристаллической кремниевой пластины выполнено углубление, не выходящее на край пластины, состоящее из двух параллельных канавок и двух его участков, соединяющих концы параллельных канавок между собой и имеющих с ними общее плоское дно, которое совместно с первой стороной пластины образует тонкую часть мембраны, окружающую один, полученный таким образом, жесткий центр, при этом на каждом прямолинейном тонком участке мембраны напротив дна соответствующей канавки размещены тензорезисторы двух плеч моста Уитстона, причем не менее 10% площади дна тонкой части мембраны расположены вне полосы, ограниченной двумя параллельными прямыми линиями, которые совмещены с внешними границами канавок, принадлежащими наружному контуру дна мембраны. Изобретение позволяет повысить эффективность преобразования давления в электрический сигнал при малых значениях механического воздействия и расширить функциональные возможности преобразователя. 4 з.п. ф-лы, 2 ил. |
2469437 патент выдан: опубликован: 10.12.2012 |
|
ИНТЕГРАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ С ТРЕМЯ ЖЕСТКИМИ ЦЕНТРАМИ
Изобретение относится к измерительной технике. Сущность изобретения: интегральный преобразователь давления с тремя жесткими центрами выполнен в виде монокристаллической кремниевой пластины, с первой стороны которой сформированы тензорезисторы и объединены электрическими связями в мост Уитстона, а со второй стороны монокристаллической кремниевой пластины выполнено углубление, не выходящее на край пластины, состоящее из четырех параллельных канавок и двух его участков, соединяющих концы параллельных канавок между собой и имеющих с ними общее плоское дно, которое совместно с первой стороной пластины образует тонкую часть мембраны, окружающую полученные таким образом три жестких центра, при этом на каждом прямолинейном участке мембраны напротив дна соответствующей канавки размещен тензорезистор одного из плеч моста Уитстона, причем не менее 10% площади дна тонкой части мембраны расположено вне полосы, ограниченной двумя параллельными прямыми линиями, которые совмещены с внешними границами канавок, принадлежащими наружному контуру дна мембраны. Изобретение позволяет повысить эффективность преобразования давления в электрический сигнал при малых значениях механического воздействия, расширить функциональные возможности и снизить затраты на производство преобразователя. 4 з.п. ф-лы, 2 ил. |
2469436 патент выдан: опубликован: 10.12.2012 |
|
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ
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. Сущность: полупроводниковый преобразователь давления содержит мембрану (1) с утолщенным периферийным основанием (2). Мембрана имеет толщину, равную толщине тензорезисторов (3), сформированных на закрепленном на мембране слое диэлектрика (4). Тензорезисторы объединены с помощью проводников (5), имеющих соединенные с ними металлизированные контактные площадки (6), в мостовую измерительную схему. Мембрана содержит профиль с концентраторами механических напряжений (7) в местах расположения тензорезисторов, который представляет собой сочетание утонченных участков и жестких центров. Мембрана и тензорезисторы выполнены из нелегированного карбида кремния с концентрацией носителей не более 1016 см-3. Технический результат: расширение температурного диапазона измерений, повышение долговременной стабильности параметров преобразователя. 1 ил. |
2464539 патент выдан: опубликован: 20.10.2012 |
|
НАКЛЕИВАЕМЫЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ТЕНЗОРЕЗИСТОР
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано как в прочностных испытаниях для определения напряженного состояния конструкций, так и в качестве чувствительного элемента в датчиках механических величин (силы, давления, веса, перемещения и т.д.). Сущность: наклеиваемый полупроводниковый тензорезистор содержит полимерную подложку 1, выполненную, например, из лака ВЛ-931 толщиной 20÷30 мкм, носитель 2, выполненный из тонкой (3÷10 мкм) металлической (например, константан) фольги, сформированную на носителе 2 диэлектрическую разделительную пленку 3 (например, моноокись кремния SiO) толщиной (1÷3 мкм) и выполненную на пленке 3 тензочувствительную пленку 4 из моносульфида самария (SmS) толщиной 0,5÷1 мкм. Носитель 2 после литографических операций представляет собой две площадки, соединенные нитью шириной 50÷200 мкм (форма гантели). Осажденные на носитель 2 в вакууме последовательно диэлектрическая 3 и тензочувствительная 4 пленки также повторяют его форму, а металлические контакты 5 выполнены, например, из никеля толщиной 1÷2 мкм и расположены на концах нити тензочувствительной пленки 4, на ее широких площадках. Полимерная подложка 1 сформирована на обратной стороне носителя 2. Технический результат: увеличение осевой чувствительности к деформации и уменьшение поперечной чувствительности. 2 з.п. ф-лы, 6 ил. |
2463687 патент выдан: опубликован: 10.10.2012 |
|
НАКЛЕИВАЕМЫЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ТЕНЗОРЕЗИСТОР
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в прочностных испытаниях для определения напряженного состояния конструкций и в качестве чувствительного элемента в датчиках механических величин (силы, давления, веса, перемещения и т.д.). Сущность: тензорезистор содержит полимерную подложку 1, носитель 2, выполненный из тонкой (3÷10 мкм) металлической (константан) фольги, сформированную на носителе 2 диэлектрическую разделительную пленку 3 (SiO) и выполненную на пленке 3 тензочувствительную пленку 4 из моносульфида самария (SmS) толщиной 0,5÷1 мкм. Носитель 2 представляет собой две площадки 5, соединенные нитями 6 шириной 50÷200 мкм каждая (форма решетки). Осажденные на носитель 2 последовательно диэлектрическая 3 и тензочувствительная 4 пленки также повторяют его форму. Контакты 7 выполнены, например, из никеля толщиной 1÷2 мкм и сформированы частично на площадках 5 и частично на нитях 7 тензочувствительной пленки 4, шунтируя ее. Незашунтированные части нитей 6 тензочувствительной пленки 4, являясь, собственно, резисторами, электрически соединены между собой параллельно. Полимерная подложка 1 (лак ВЛ-931 толщиной 20÷30 мкм) сформирована на обратной стороне носителя 2. Длина участков 8 металлических контактов 7, расположенных на нитях 6, одинакова или различна и от одной к другой изменяется по нелинейному или нелинейному закону. Технический результат: увеличение осевой чувствительности к деформации, уменьшение поперечной чувствительности и обеспечение возможности уменьшения электрического сопротивления тензорезистора и изменения его после наклейки путем обрыва нитей. 2 з.п. ф-лы, 8 ил. |
2463686 патент выдан: опубликован: 10.10.2012 |
|
МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ МОДУЛЬ
Изобретение относится к измерительной технике. Техническим результатом изобретения является расширение собственной частоты и диапазона измерения ускорения, расширение температурного диапазона, а также обеспечение одновременного измерения давления, ускорения, температуры. Сущность изобретения: многофункциональный модуль измерения физических величин включает в себя чувствительный элемент измерения давления, который представляет собой профилированный участок полупроводниковой кремниевой подложки со сформированной на нем мостовой измерительной схемой Уитстона, чувствительный элемент измерения ускорения, содержащий мостовую измерительную схему Уитстона, чувствительный элемент измерения температуры, выполненный в виде терморезистора. Чувствительные элементы измерения давления, ускорения и температуры выполнены в едином монолитном исполнении на полупроводниковой кремниевой подложке, которая закреплена между двумя стеклами-изоляторами. Чувствительный элемент измерения ускорения выполнен в виде инерционной массы, закрепленной на полупроводниковой кремниевой подложке гибким упругим подвесом. Мостовые измерительные схемы Уитстона чувствительных элементов давления и ускорения выполнены на основе поликристаллического кремния на диэлектрическом слое на планарной стороне полупроводниковой кремниевой подложки. В стеклах-изоляторах выполнены углубления со стороны размещения инерционной массы чувствительного элемента измерения ускорения для ее свободного перемещения. 3 ил. |
2457577 патент выдан: опубликован: 27.07.2012 |
|
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ РЕЗИСТОР
Изобретение относится к технике полупроводниковых приборов, в частности к изготовлению термо- и тензорезисторов на основе тензочувствительных полупроводниковых материалов. Полупроводниковый резистор согласно изобретению включает сформированный на подложке изоляционный слой, расположенный на нем слой полупроводника в виде ленты толщиной 0,1-1,0 мкм, снабженный на концах контактами, выполненными в виде слоя металла, расположенного на части поверхности слоя полупроводника и изоляционном слое, при этом контакты выполнены трехслойными, а первый слой, расположенный на части поверхности полупроводника и изоляционном слое, выполнен из алюминия, срединный слой выполнен из сплава алюминия с никелем или кобальтом, внешний слой выполнен из никеля или кобальта. Изобретение обеспечивает увеличение чувствительности, снижение величины погрешности измерений, более низкий уровень собственных шумов полупроводникового резистора, стабильность электрических параметров и повышение устойчивости к воздействию агрессивных сред. 6 з.п. ф-лы, 2 ил. |
2367062 патент выдан: опубликован: 10.09.2009 |
|
ВЫСОКОТОЧНЫЙ ТЕНЗОДАТЧИК
Изобретение относится к технике полупроводниковых приборов, в частности к изготовлению тензодатчиков механических величин на основе тензочувствительных полупроводниковых резисторов. Тензодатчик согласно изобретению включает покрытое изоляционным слоем основание, состоящее из недеформируемой части и упругодеформируемой мембраны, на которой расположен мост Уитстона, выполненный из соединенных проводниками полупроводниковых тензочувствительных резисторов, включающих слой полупроводника, снабженного на концах контактами из слоя металла, расположенного на части поверхности полупроводника и изоляционном слое, при этом тензодатчик содержит дополнительный мост Уитстона, который расположен на недеформируемой части основания, причем проводники и контакты выполнены трехслойными, при этом их первый слой, расположенный на части поверхности полупроводника и изоляционном слое, выполнен из алюминия, срединный слой выполнен из сплава алюминия с никелем или кобальтом, а внешний слой выполнен из никеля или кобальта. Изобретение обеспечивает повышение точности и чувствительности измерений, снижение погрешности измерений, более низкий уровень собственных шумов тензодатчика, обеспечение возможности быстрых измерений давления при резких изменениях температуры окружающей среды, повышение стабильности электрических параметров во времени и повышение устойчивости к воздействию агрессивных сред. 7 з.п. ф-лы, 3 ил. |
2367061 патент выдан: опубликован: 10.09.2009 |
|
МАТРИЦА ИНТЕГРАЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДАВЛЕНИЯ
Предлагаемое изобретение относится к полупроводниковым приборам для преобразования механических воздействий в электрический сигнал, измерение которого позволяет определить тактильное давление, создаваемое при соприкосновении датчика с каким-либо предметом. Тактильные датчики предназначены для геометрического распознавания предметов окружающего пространства, что обусловлено развитием робототехники. Основная тенденция в области создания тактильных датчиков - воспроизведение осязательных свойств человеческой кожи. Матрица интегральных преобразователей давления содержит интегральные преобразователи давления (ИПД), сформированные на едином монокристаллическом кремниевом кристалле, с термочувствительными элементами, на основе интегрального диффузионного резистора или диода, что позволяет повысить разрешение тактильного датчика и точность преобразования давления тензочувствительными элементами ИПД, расположенными с равномерным шагом по двум ортогональным направлениям кристалла, и соединенными в единую электрическую схему слоем металлизации с внешними выводами, предназначенными для подачи напряжения питания и регистрации выходного электрического сигнала, пропорционального приложенному давлению, с каждого ИПД, и измерению температуры кристалла с помощью интегрального диффузионного резистора или диода. Изобретение обеспечивает получение высокого пространственного разрешения и высокой чувствительности при измерении тактильного давления. 3 ил. |
2362236 патент выдан: опубликован: 20.07.2009 |
|
МИКРОЭЛЕКТРОННЫЙ ДАТЧИК АБСОЛЮТНОГО ДАВЛЕНИЯ И ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ АБСОЛЮТНОГО ДАВЛЕНИЯ
Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для обеспечения высокоточного измерения абсолютного давления в широком диапазоне температур и давлений. Техническим результатом изобретения является обеспечение защиты микроэлектронного датчика от воздействия окружающей среды, а также повышение его надежности, работоспособности и стабильности. Чувствительный элемент абсолютного давления выполнен в виде монокристаллической кремниевой пластины, с одной рабочей стороны которой сформированы диффузионные резисторы и герметично присоединена защитная крышка с вакуумной полостью, со второй стороны выполнено углубление, образующее мембрану под тензорезисторами, и основание Т-образной формы, которое состоит не менее чем из двух герметично соединенных частей. В верхней части основания выполнено углубление, причем кристаллографическая ориентация верхней части основания совпадает с кристаллографической ориентацией кремниевой пластины. В углублении кремниевой пластины на мембране сформирован жесткий центр, а соединение тензорезисторов с металлической разводкой осуществлено с помощью переходных высоколегированных областей р+-типа проводимости. Корпус микроэлектронного датчика абсолютного давления выполнен с герметичной внутренней полостью, заполненной сухой газообразной антикоррозионной средой, в которой размещен чувствительный элемент абсолютного давления и его электрические соединения. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил. |
2362133 патент выдан: опубликован: 20.07.2009 |
|
ИНТЕГРАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ
Изобретение может быть использовано для измерения механических воздействий. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности, а также и расширение функциональных возможностей. Интегральный преобразователь давления выполнен в виде монокристаллической кремниевой пластины, ориентированной в плоскости (100), n-типа проводимости, с первой стороны которой сформированы диффузионные тензорезисторы p-типа проводимости, вытянутые в направлении [011] и объединенные в мост Уитстона. Со второй стороны монокристаллической кремниевой пластины выполнено углубление, не выходящее на край пластины, состоящее из параллельных канавок и соединяющих их концы между собой полостей, имеющих общее плоское дно, которое совместно с первой стороной пластины образует тонкую часть мембраны, окружающую жесткие центры. Каждое плечо моста Уитстона состоит из одного или нескольких тензорезисторов и размещено на отдельном прямолинейном тонком участке мембраны над одной соответствующей канавкой, продольная ось которой параллельна продольной оси соответствующего тензорезистора. Прямолинейный тонкий участок со второй стороны мембраны имеет определенную ширину и длину. Продольные границы тонкого участка мембраны параллельны тензорезистору, а в промежутках между этими тонкими участками мембраны расположены три жестких центра. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. |
2362132 патент выдан: опубликован: 20.07.2009 |
|
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ
Тензопреобразователь содержит тензорезисторы, управляемые потенциалами на изолированных электродах, которые включены в измерительную мостовую тензосхему. К измерительной диагонали тензопреобразователя последовательно подключены входы усилителя, селектируемый пиковый детектор, запоминающий конденсатор, генератор управляемой частоты, к выходу которого подключены блок задержки и стандартизатор амплитуды и длительности импульсов, подключенный своим выходом к диагонали питания моста и соединенный с входом преобразователя частоты в напряжение, выход которого связан с управляющими электродами тензорезисторов. Выход блока задержки соединен с входом управления селектируемого пикового детектора, а выход генератора управляемой частоты связан с выходом устройства. Изобретение обеспечивает повышение точности измерений путем введения в измерительную мостовую схему управляемых тензорезисторов, а также следящей отрицательной обратной связи на тензопреобразователь, которая обеспечивает автоматическое управление измерительной системой. 3 ил. |
2343589 патент выдан: опубликован: 10.01.2009 |
|
ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ МЕМБРАННОГО ТИПА И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ
Изобретение предназначено для использования в конструкции и технологии производства широкого класса микроэлектронных приборов. Чувствительный элемент (ЧЭ) содержит подложку из монокристаллического кремния, двухслойную мембрану, включающую слой Si 3N4 и компенсирующий слой из AlN с преимущественной ориентацией оси текстуры <0001> по нормали к поверхности мембраны и расположенную над отверстием, выполненным в подложке для образования подмембранной камеры (ПМК), и узел съема информативного сигнала. Соотношение толщин слоев Si 3N4 и AlN обратно пропорционально встроенным в них механическим напряжениям. ЧЭ изготавливают путем нанесения на поверхность подложки слоя нитрида кремния пиролизом силансодержащего вещества, преимущественно дихлорсилана, в атмосфере аммиака с использованием подслоя SiO2, а затем - компенсирующего слоя с помощью высокочастотного магнетронного распыления с последующим формированием ПМК с тыльной стороны подложки в две стадии - сначала жидкостным анизотропным травлением участка материала подложки по месту ПМК, а после нанесения компенсирующего слоя проводят вторую стадию формирования ПМК с помощью жидкостного изотропного травления дна образовавшегося глухого отверстия в подложке до слоя нитрида кремния. Изобретение обеспечивает расширение арсенала используемых материалов компенсирующего слоя и функциональных возможностей целевого изделия, а именно использования его в качестве микроактюатора. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил., 4 табл. |
2327252 патент выдан: опубликован: 20.06.2008 |
|
ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ МИКРОМЕХАНИЧЕСКОГО ДАТЧИКА
Изобретение относится к гравиинерциальным микромеханическим приборам и может быть использовано в системах управления подвижных объектов различного назначения, а также в качестве индикаторов движения объектов. Чувствительный элемент микромеханического датчика, выполненный на подложке из монокристаллического кремния, ориентированной в плоскости (100), содержит подвес инерционной массы в виде консольно закрепленных на основании упругих элементов, обеспечивающих ей две рабочие степени свободы в поступательном перемещении в плоскости подложки, совпадающей с плоскостью (100) кристаллической решетки кремния, и емкостные системы для измерения перемещений инерционной массы и для создания на нее силового воздействия, реализованные в виде гребенчатых встречно-штырьевых структур электродов. Каждый из упругих элементов подвеса выполнен в виде балки Г образной формы, состоящей из двух идентичных элементов, причем один из этих элементов ориентирован вдоль направления [010] кристаллической решетки кремния, а другой - вдоль направления [001], подвес содержит 8-мь идентичных упругих элементов, расположенных в плоскости (100) попарно симметрично относительно центра геометрии инерционной массы вдоль направлений, повернутых на угол 45° относительно направлений [010] и [001] кристаллической решетки кремния, соотношение между шириной l штыря электрода гребенчатой емкостной структуры в плане и его длиной L выбрано из условия l/L2 10-3 , где - собственная частота упругого подвеса инерционной массы по рабочим степеням свободы, а максимальная величина зазора d 2 между встречными соседними штырями электродов гребенчатых структур выбрана из соотношения 1.6d1<d 2<3d1, где d1 - минимальная величина зазора между встречными соседними штырями электродов гребенчатых структур. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение точности микромеханического датчика с заявленным чувствительным элементом. 4 ил. |
2296390 патент выдан: опубликован: 27.03.2007 |
|
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ
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. Технический результат изобретения: повышение чувствительности преобразователя при сохранении собственной резонансной частоты, повышение его надежности, повышение диапазона линейного преобразования, повышение стабильности характеристик при работе в широком интервале температур, повышение точности преобразования и улучшение технологичности способа. Сущность: полупроводниковый преобразователь давления содержит мембрану с утолщенным периферийным основанием, выполненную из кремния и легированную бором до концентрации не менее 5·10 19 см-3, имеющую толщину, равную толщине тензорезисторов, сформированных на закрепленном на мембране слое диэлектрика, выполненных из кремния, легированного бором до того же уровня концентрации, что и мембрана, объединенных с помощью проводников в мостовую измерительную схему и имеющих соединенные с ними металлизированные контактные площадки. Мостовая измерительная схема содержит терморезистор, выполненный из кремния. Мембрана содержит профиль с концентраторами механических напряжений в местах расположения тензорезисторов, который представляет собой сочетание утонченных участков и жестких центров, а поверхности тензорезисторов и терморезистора покрыты слоем двуокиси кремния. Также предложен способ изготовления полупроводниковых преобразователей давления упомянутой выше конструкции. 2 н.п. ф-лы, 11 ил. |
2284613 патент выдан: опубликован: 27.09.2006 |
|
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ТЕНЗОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к преобразователям механических величин, основанным на тензорезистивном эффекте. Сущность: тензопреобразователь содержит измерительную мостовую тензосхему, к диагонали питания которой подключен шунтирующий резистор. Плечи мостовой тензосхемы и шунтирующий резистор содержат перемычки, разрывом которых обеспечивается настройка начального сигнала и диапазона изменения выходного сигнала тензопреобразователя. Все элементы тензосхемы сформированы методами фотолитографии на сапфировой подложке из гетероэпитаксиального слоя монокристаллического кремния с концентрацией дырок (3,5...9)·1019 см-3. Технический результат изобретения: уменьшение погрешности измерений тензопреобразователей с унифицированной градуировочной характеристикой, повышение их надежности и упрощение процедуры настройки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. |
2284074 патент выдан: опубликован: 20.09.2006 |
|
ИНТЕГРАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ
Изобретение относится к измерительной технике. Технический результат изобретения: уменьшение погрешностей преобразователя давления (ПД), таких как температурный дрейф, температурный гистерезис выходного сигнала тестовой схемы, и повышение точностных и надежностных характеристик ПД. Сущность: преобразователь давления содержит кремниевый кристалл n-типа проводимости с плоской рабочей поверхностью и тонкой мембраной в центре кристалла с обратной стороны, на рабочей поверхности которого сформированы радиальные и тангенциальные тензорезисторы р-типа проводимости, соединенные с помощью металлической электрической разводки в мостовую схему. Соединение тензорезисторов с металлической разводкой осуществлено с помощью специально созданных за пределами мембраны и за ее переходными областями промежуточных высоколегированных областей р+-типа проводимости. Высоколегированные промежуточные области р+-типа проводимости охватывают часть мембраны, переходную область и часть кремниевого основания. Промежуточные области р+-типа проводимости имеют одинаковые размеры и форму. 1 ил. |
2278447 патент выдан: опубликован: 20.06.2006 |
|
ПЕРФОРИРОВАННАЯ МЕМБРАНА ДЛЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА МИКРОМЕХАНИЧЕСКОГО ПРИБОРА
Использование: в микроэлектронном приборостроении, при конструировании чувствительного элемента микромеханического прибора. Сущность изобретения: мембрана чувствительного элемента микромеханического прибора перфорирована сквозными отверстиями с образованием тригональных или тетрагональных фигур, расположенных из расчета пересечения элементами перфорации линий, соединяющих центры смежных фигур. Техническим результатом изобретения является повышение надежности, чувствительности и технологичности чувствительных элементов. 1 табл., 6 ил. |
2265913 патент выдан: опубликован: 10.12.2005 |
|
ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ МЕМБРАННОГО ТИПА
Изобретение относится к микроэлектронному приборостроению и может быть использовано в конструкции широкого класса микроэлектронных приборов, оснащенных чувствительным элементом мембранного типа, - датчиков давления и температуры, акселерометров микрореле и т.д. Сущность: чувствительный элемент содержит подложку из монокристаллического кремния с базовой ориентацией (100), мембрану, включающую слой нитрида кремния, расположенную над отверстием, выполненным в подложке для образования мембранной камеры, и узел съема информативного сигнала. Новым в конструкции является выполнение мембраны двухслойной - она дополнительно включает слой карбида кремния. В качестве узла съема информативного сигнала целесообразно использовать торцевой волоконно-оптический интерферометр Фабри-Перо, который установлен с возможностью регистрации прогиба мембраны. Чувствительность устройства - 1,5-3,5 нм/Па. Технический результат изобретения заключается в повышении чувствительности устройства. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.
|
2247443 патент выдан: опубликован: 27.02.2005 |
|
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МИКРОМЕХАНИЧЕСКОГО ИНЕРЦИАЛЬНОГО ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА ЕМКОСТНОГО ТИПА Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при изготовлении малогабаритных микромеханических датчиков: акселерометров, гироскопов и др. Технический результат изобретения - повышение чувствительности, упрощение сборки узла чувствительного элемента совместно с его герметизацией и обеспечение контроля герметичности узла при сборке и эксплуатации. Сущность изобретения: способ позволяет изготавливать микромеханический инерциальный чувствительный элемент емкостного типа с повышенной чувствительностью путем совершенствования управляемости процесса травления кремния при формировании перемычек с прямоугольным сечением, обеспечивает упрощение сборки узла чувствительного элемента совместно с его герметизацией и контроль герметичности узла при сборке и эксплуатации. 2 з.п.ф-лы, 7 ил. | 2207658 патент выдан: опубликован: 27.06.2003 |
|
ИНТЕГРАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ Изобретение относится к измерительной технике, а именно к интегральным полупроводниковым преобразователям механических напряжений. Сущность: интегральный преобразователь давления (ИПД) выполнен на единой полупроводниковой подложке, содержит деформируемую внешним воздействием мембранную консоль и окружающее ее опорное основание, а также пполупроводниковый элемент, регистрирующий силу внешнего воздействия. Полупроводниковый элемент выполнен в виде фотодиода и расположен на опорном основании. Расстояние области пространственного заряда полупроводника до края опорного основания, прилежащего к свободному краю консоли, составляет менее диффузионной длины носителей заряда полупроводника. Напротив фотодиода на внешней стороне поверхности вблизи края консоли расположен пассивный светоизлучающий элемент, например капля люминофора, а с другой стороны фотодиода на внешней поверхности опорного основания размещен активный излучатель света, например светодиод. Верхняя планарная часть фотодиода защищена светонепроницаемым покрытием. Изобретение позволяет повысить пороговую чувствительность преобразователя и его разрешающую способность, что позволяет использовать ИПД данной конструкции в измерителях артериального давления и пульса. 2 ил. | 2186438 патент выдан: опубликован: 27.07.2002 |
|
МИКРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПРИБОР И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ Изобретения относятся к микроэлектронике. Сущность изобретения: микромеханический прибор содержит тензорезисторный чувствительный элемент, выполненный в полупроводниковой структуре легированного карбида кремния на подложке с диэлектрической поверхностью. В качестве полупроводниковой структуры используют карбид кремния, легированный из расчета соотношения активных и дефектных примесных центров 1:(2-20), в полупроводниковой структуре дополнительно сформирован терморезисторный чувствительный элемент. Способ изготовления микромеханического прибора предусматривает осаждение на подложку полупроводникового слоя, содержащего легирующую примесь, под управляющим воздействием по парциальному давлению или скорости подачи газа с последующим нанесением слоя диэлектрика и формированием чувствительных элементов в полученной полупроводниковой структуре с помощью избирательного травления. Осаждают полупроводниковый слой на основе карбида кремния, при этом управляющее воздействие осуществляют из расчета соотношения активных и дефектных примесных центров в полупроводниковом слое 1:(2-20), а чувствительные элементы формируют не содержащими потенциальных барьеров. Технический результат - обеспечение требуемой чувствительности к физическим воздействиям и повышение управляемости характеристиками тензо- и термочувствительности микромеханических приборов. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл. | 2170993 патент выдан: опубликован: 20.07.2001 |
|
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИНТЕГРАЛЬНОГО ДАТЧИКА Использование: технология изготовления интегральных датчиков. Сущность: способ изготовления интегрального датчика, использующего в качестве чувствительного элемента поликремниевую поверхностную микромеханическую структуру, включает в себя формирование на монокристаллической кремниевой подложке соединений между поликремниевой структурой и схемой путем осаждения слоя высоколегированного поликремния, фотолитографии и травления, формирование поликремниевой структуры на опорном слое, ее термообработку при температуру 1100 - 1200oC, формирование активных элементов схемы, металлизации, пассивации и удаление опорного слоя. Технический результат изобретения состоит в увеличении чувствительности к механическому воздействию. 3 ил. | 2123220 патент выдан: опубликован: 10.12.1998 |
|
ЕМКОСТНОЙ АКСЕЛЕРОМЕТР И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ Использование: в измерительной технике, при разработке и изготовлении малогабаритного полупроводникового емкостного акселерометра. Сущность изобретения: в емкостном акселерометре, содержащем выполненные из кремния и соединенные между собой через пленку диэлектрика неподвижную плату и рамку, с закрепленной на ней на гибких перемычках подвижной платой, установленной с зазором относительно неподвижной. Неподвижная плата по периферии в областях, противостоящих рамке, углублена, кроме участков в виде выступов, расположенных равномерно по периметру рамки, причем выступы покрыты пленкой диэлектрика, а суммарная площадь вершин выступов, соприкасающихся с рамкой составляет не более 0,1 площади подвижной платы. В способе изготовления емкостного акселерометра, включающем формирование травлением из кремния неподвижной платы и подвижной, закрепленной на гибких перемычках на рамке, и соединение неподвижной платы с рамкой через слой ди- электрика, при формировании неподвижной платы проводят окисление пластины кремния на глубину 0,5 - 1,5 мкм, напыляют слой алюминия толщиной 2,0 - 3,0 мкм, фотолитографией формируют из пленки алюминия участки, равномерно расположенные по периметру платы, напыляют пленку меди толщиной 1,0 мкм с адгезионным подслоем ванадия, наносят фоторезист, формируют в нем окна, соответствующие участкам алюминия на периферии, и окно в центре, соответствующее размеру подвижной платы, электрохимическим способом увеличивают толщину меди в 10 раз, удаляют фоторезист, стравливают напылен- ные пленки меди и ванадия, стравливают пленку двуокиси кремния. Травят кремний в растворе щелочи на глубину 0,3 - 0,5 исходной толщины пластины, формируя выступы, удаляют медь и ванадий в концентрированной азотной кислоте, разделяют пластину на отдельные платы, совмещают неподвижную плату и рамку с подвижной платой, помещая рамку на выступы, воздействуют давлением 1,5 - 2,0 кг/см2 и проводят термообработку при температуре 600oС в течение 60 мин. Техническим результатом изобретения является улучшение метрологических характеристик акселерометра и упрощение технологии его изготовления. 2 с.п.ф-лы. 8 ил. | 2114489 патент выдан: опубликован: 27.06.1998 |
|
ДАТЧИК ДЕФОРМАЦИИ Использование: в измерительной технике. Сущность: датчик содержит тензорезистор, представляющий собой поликристаллическую пленку антимонида индия n-типа проводимости толщиной 1-5 мкм с концентрацией носителей заряда 1016 - 1017 см-3. Такие пленки обладают повышенной тензочувствительностью (S= 20-40), что связано с изменением потенциальных барьеров на границе кристаллитов. Кроме тензорезистора, датчик содержит источник белого света. Под действием интегрального излучения при освещенности 1000-1500 лк величина тензочувствительности возрастает в 1,5-2,0 раза (S=40-80) за счет добавки концентрации неравновесных носителей заряда. | 2087052 патент выдан: опубликован: 10.08.1997 |
|
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИНТЕГРАЛЬНЫХ ТЕНЗОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ Использование: в измерительной технике. Сущность: способ включает формирование на обеих поверхностях кремниевой пластины первого типа проводимости диэлектрического слоя, нанесение на рабочую сторону пластины слоя тугоплавкого металла, вскрытие окон в периферийной части пластины, анизотропное травление на глубину, равную толщине у других элементов, фотолитографию и вскрытие окон для формирования упругих элементов. После этого проводят глубокое анизотропное травление, дотравливая при этом кремний в реперных знаках на всю толщину пластины, удаляют все защитные слои, отмывают поверхность пластины, после чего формируют диффузионные тензорезисторы второго типа проводимости, контактные окна к ним и металлизацию. Кроме того в качестве диэлектрического слоя может использоваться слой нитрида кремния с подслоем окисла кремния, а в качестве тугоплавкого металла использоваться титан, вольфрам, тантал или их сплавы. Для уменьшения при внесенной дефектности первое анизотропное травление может проводиться в органическом травителе, а второе в щелочи. 3 з.п. ф-лы, 1 ил. | 2076395 патент выдан: опубликован: 27.03.1997 |
|