Разработка и изготовление макетов чувствительных элементов датчиков внешних воздействий

Работа посвящена разработке научно-технологических основ и изготовлению макетов чувствительных элементов на основе тонкопленочных кремниевых униполярных транзисторов и транзисторов с инжекционно-емкостной связью. Проведен анализ характеристик современных твердотельных магниточувствительных элементов, на основе которых могут быть созданы улучшенные магнитные и температурные датчики. Показано, что магниточувствительные элементы, изготовленные на структуре «кремний на изоляторе» значительно превосходят по характеристикам кремниевые аналоги. Показано, что полевой датчик Холла (ПДХ) является основой для создания чувствительных элементов, где используются КНИ структуры в качестве исходного материала для формирования тонкоплёночного кремниевого транзистора. Рассмотрены основные параметры, которыми характеризуются современные элементы Холла. Проведен теоретический анализ возможных конструкций элементов Холла. Рассмотрены зависимости электрических характеристик ПДХ КНИ от формы ЭХ и геометрических размеров составляющих его компонентов. Проведен теоретический расчёт электрических характеристик ПДХ КНИ. Анализ литературы и моделирование характеристик чувствительного элемента на основе ПДХ КНИ позволяют сделать вывод о возможности разработки научно-технологических основ и изготовление макетов чувствительных элементов на основе тонкопленочных кремниевых униполярных транзисторов.Так как полевой датчик Холла, изготовленный на структуре «кремний на изоляторе» (ПДХ КНИ) представляет собой по сути МДП транзистор со встроенным каналом с возможностью регистрации магнитного поля и температуры, то методы исследования этого элемента практически полностью совпадают с методиками исследования полевых транзисторов и чувствительных элементов холловского типа, а также полупроводниковых датчиков температуры.Разработаны и собраны макеты измерительных установок, которые позволят с высокой точностью определить характеристики и параметры ПДХ КНИ. Проведены исследования электрофизических характеристик макетов чувствительных элементов магнитного поля и температуры. Полученные результаты позволили оценить функциональные и эксплуатационные возможности этих элементов. Проведён расчёт основных параметров ПДХ. Для анализа датчиковых возможностей транзисторов синжекционно-емкостной связью (ПИЕС) разработан и собран макет датчика температуры, а так же проверена его работоспособность.Созданные макеты чувствительных элементов и полученные результаты позволили сделать вывод о возможности создания научно – технических основ изготовления высокочувствительных и экономичных чувствительных элементов внешних воздействий на основе тонкопленочных кремниевых униполярных транзисторов и транзисторов с инжекционно-емкостной связью.Ключевые слова: чувствительный элемент, униполярный транзистор, магнитный датчик, температурный датчик, структура «кремний на изоляторе», полевой датчик Холла, инжекционно – ёмкостная связь, пиксель.Отчет состоит из введения, 3 разделов, заключения, содержит стр.90, рис.64, табл. 3 и ссылки на 28 источников.