Математична модель та мікроелектронна технологія комбінованих МЕМС-структур на основі п'єзоелектричних мембран

Abstract

Об’єкт дослідження – математична модель комбінованої мікроелектромеханічної системи (МЕМС-структури) та технологія мембранних резонаторів. Мета роботи: розробка моделі мікроелектромеханічної мембрани та дослідження фізичних процесів низькотемпературного синтезу наноструктурних плівок на основі сполук кремнія та нітридів для отримання комбінованих МЕМС–структур. Розробка призначена для відпрацювання моделі та дослідження технології мікромеханічних резонаторів на основі напівпровідникових та діелектричних плівок. Вперше розглянуті радіальні коливання п’єзоелектричного елемента із частково електродованими поверхнями та побудована математична модель процесу їх реєстрації в поляризованому по товщині елементі. Виконані дослідження наноструктурних плівок на мікроелектронному обладнанні (системи вакуумного напилювання УВН-74 II; УВН -75, ВУП- 5, УВН-71, Катод-1М). Властивості плівок проаналізовано за допомогою атомного силового мікроскопу (Nano Scope 111a Quadrexed Dimension 3000), Оже-аналізу – LAS-200 фірми "Riber" (Франція), ВІМС, установки дослідження спектрів люмінесценції, спектрофотометрів СФ-46, ІЧ-спектроскопії, монохроматора ДМР-4, мікроскопів МІМ-4. Досліджено процеси низькотемпературного синтезу наноструктурних плівок методом магнетронного ВЧ-розпилення, який забезпечує одержання тонких плівок кремнієвих сполук з високими технічними характеристиками, хорошою стабільністю і відсутністю деградації ефекта Стеблера-Вронскі. Метод дозволяє широкомасштабне промислове виробництво мікроелектронних пристроїв на основі нанокристалічних кремнієвих сполук. Проведено аналіз технологічних методів поліпшення електронно-фізичних властивостей плівок нанокристалічних кремнієвих сполук. Отримані результати рекомендовано використовувати при розробці електронних пристроїв мікроелектромеханічних систем та при виробництві фотоприймачі видимого та ультрафіолетового випромінювання, світловипромінювальних приладів, сонячних елементів, тонкоплівкових транзисторів з підвищеною стабільністю.