Регистрация / Вход
Прислать материал

14.576.21.0064

Аннотация скачать
Постер скачать
Презентация скачать
Общие сведения
Номер
14.576.21.0064
Тематическое направление
Информационно-телекоммуникационные системы
Исполнитель проекта
Акционерное общество "ПКК Миландр"
Название доклада
Разработка конструктивно-технологических решений по созданию семейства микроэлектронных элементов на структурах кремний на изоляторе (КНИ), обеспечивающего возможность создания высокотемпературных датчиков внешних воздействий различного функционального назначения
Докладчик
Мордкович Виктор Наумович
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Исследование и разработка комплекса научно-технических решений, направленных на создание технологий и конструкций изделий высокотемпературной микроэлектроники на рабочий диапазон температур минус 60 °С до плюс 225 °С на структурах «кремний на изоляторе» (КНИ).
Разработка конструктивно-технологических решений, обеспечивающих возможность создания высокотемпературных датчиков внешних воздействий различного функционального назначения на структурах КНИ.
Актуальность и новизна исследования
Актуальность работы обусловлена потребностями различных отраслей народного хозяйства и специальной техники в контрольно-измерительной аппаратуре, способной функционировать в экстремальных для микроэлектроники температурных условиях (авионика, автомобильная электроника, контроль «горячих производств» и др.).
Новизна предлагаемых по ПНИ решений обусловлена разработкой и экспериментальными исследованиями физических моделей высокотемпературного и радиационно-стойкого чувствительного элемента на основе двухзатворного тонкопленочного кремниевого полевого транзистора со встроенным обогащенным каналом, изготавливаемого по технологии КНИ и изготовлением экспериментальных образцов чувствительных элементов и датчиковых устройств на их основе.
Описание исследования

Методики измерения электрических характеристик разрабатываемых датчиков, а также методики проведения температурных испытаний, использованные в настоящей работе, являются утвержденными для промышленного производства микроэлектронных приборов.

Результаты исследования

Основные результаты исследования:

- Впервые разработано семейство чувствительных элементов (ЧЭ) датчиков магнитного поля на основе полевого управления характеристиками КНИ холловского тонкопленочного транзистора со встроенным каналом (ЧЭ с обогащенным каналом и МОП управлением, ЧЭ с обедненными областями у интерфейсов и МОП управлением, ЧЭ с обедненными областями, расщепленным стоком и МОП управлением, ЧЭ с управлением p-n переходом). Рабочие температуры всех разработанных вариантов ЧЭ существенно превосходят требования ТЗ.

- Проведены теоретические оценки предельных рабочих температур перечисленных выше вариантов ЧЭ на основе КНИ холловского тонкопленочного транзистора со встроенным каналом. Показано, что наиболее высокой рабочей температурой обладает ЧЭ с обогащенным каналом и МОП управлением. В этом случае рабочая температура ЧЭ может достигать 575 °С для датчиков с линейным выходным сигналом и порядка 700 °С для датчиков с логическим выходом.

Таким образом впервые показано, что диапазон предельных рабочих температур КНИ датчиков магнитного поля не уступает возможностям датчиков Холла на основе широкозонных полупроводников типа алмаза и соединений А3В5, но изготовление КНИ датчиков по технико-экономическим показателям имеет неоспоримые преимущества.

В эксперименте были достигнуты предельные рабочие температуры ЧЭ различной конструкции порядка 350 °С, что было обусловлено только отсутствием отечественных и зарубежных конструкций корпусов микросхем, и не ограничивалось физическими причинами.

- Экспериментально показано, что КНИ ЧЭ с обогащенным каналом и МОП управлением, уверенно функционирует в области экстремально низких температур (1,7 – 10 К), что принципиально важно для использования в контрольных системах уникальных физических установок, использующих сверхпроводящие магниты.

- На основе КНИ технологии изготовлены лабораторные образцы различных элементов функциональной электроники, предназначенных для обработки сигналов чувствительных элементов (МОП транзисторы с p- и n- каналом, стабилизатор электропитания, электронный ключ, резисторы и конденсаторы различного номинала). Показано, что все перечисленные элементы функционируют при температуре по крайней мере не ниже 225 °С, что является требованием технического задания.

Разработанные конструкции КНИ управляемых полем ЧЭ не имеют зарубежных и отечественных аналогов.

Практическая значимость исследования
Результаты исследования могут быть использованы для создания контрольно-измерительных систем различного функционального назначения (автоэлектроника, авионика, спецтехника и системы вооружения, «горячие производства» в химии и металлургии).
Презентация

Presentation_template_IT_0064.ppt