XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Формирование топологии чувствительного элемента осуществляется методами тонкопленочной технологии. В представленной на рисунке 1, схеме тонкопленочной структуры можно выделить четыре функциональных слоя, которые последовательно наносят на упругую мембрану из сплава со специальными свойствами посредством вакуумного напыления. Нанесение адгезионного слоя, в качестве которого чаще всего используется хром, и диэлектрического изолирующего слоя, в качестве которого чаще всего используются моноокись кремния SiO или двуокись кремния SiO_2, производят последовательно в едином технологическом цикле. Упругая мембрана предварительно нагревается до температуры 350ºC , при которой она выдерживается определенное время, за которое обеспечивается удаление с поверхностного слоя металла адсорбированных газов. Нагрев и последующее нанесение двухслойного покрытия проводят при остаточном давлении в вакуумной камере не более 2·10^-5 мм рт. ст. Нанесение слоя хрома производится методом термического резистивного испарения, в качестве испарителя может использоваться молибденовый или вольфрамовый испаритель. Нанесение слоя моноокиси кремния также проводится методом термического резистивного испарения. Нанесение слоя двуокиси кремния проводят различными методами: катодного ВЧ-распыления, высокочастотного магнетронного распыления, электронно-лучевого испарения. Тензорезистивный слой, обеспечивающий метрологические характеристики прибора, является и самым сложным в изготовлении.

Рисунок 1 – Распределение компонентов тензорезистивного слоя по толщине пленки

Нанесение тензорезистивного слоя осуществляется различными методами:

– резистивного термического испарения калиброванной навески;

– резистивного «взрывного» термического испарения материала, поступающего из вибробункера;

– электронно-лучевого испарения;

– резистивного термического испарения из двух источников;

– магнетронного распыления на постоянном токе;

– магнетронного распыления из нескольких источников;

– комбинацией различных методов.

Формирование топологии тензомостовой схемы производят методом фотолитографии, формируя защитную маску фоторезиста. После этого проводят удаление резистивного слоя в незащищенных местах методами ионно-плазменного или плазмохимического травления, используя различные газовые смеси, ионизированные атомы которых, вступая в реакцию с элементами резистивного слоя, образуют легколетучие соединения, удаляемые вакуумной откачной системой. После этого формируют контактные площадки напылением золота через маску методом термического резистивного испарения.2