«Разработка теплового МЭМС-сенсора с повышенным быстродействием по сравнению с представленными на рынке болометрическими и термопарными сенсорными элементами, чувствительными к ИК излучению.» (договор 29ГТС1РЭС14/72115 от 24.12.2021) Этап №3 (заключительный)

Отчет представлен на 244 страницах. Отчет содержит 156 рисунков, 31 таблицу, 19 приложений и 22 источника. Отчет состоит из реферата, введения, основной части (разделы 1-9), заключения и 19 приложений. Перечень ключевых слов: ИК-фотоприемник; МЭМС-технология; композитная диэлектрическая мембрана; динамический эффект Зеебека; электромеханическая деформация; переключаемые термопары. Цель выполнения НИОКР – разработать тепловой МЭМС-сенсор с повышенным быстродействием по сравнению с представленными на рынке болометрическими и термопарными сенсорными элементами, чувствительными к ИК излучению. Области применения продукции: - Теплопеленгационная аппаратура, предназначенная для регистрации высокоскоростных объектов. - Тепловизоры с низкой инерционностью, обеспечивающей воспроизведение быстроизменяющейся тепловой сцены. В рамках этапа 3 НИОКР были достигнуты следующие результаты: 1. Доработаны методики проведения измерений экспериментального образца сенсора. 2. Выполнен монтаж экспериментальных образцов в корпуса. 3. Проведены измерения параметров экспериментальных образцов МЭМС-сенсора с расширенными функциональными возможностями. 4. Верифицированы результаты моделирования сенсора. 5. Разработана и изготовлена оснастка для испытаний экспериментального образца сенсора. 6. Проведены испытания экспериментального образца сенсора. 7. Разработан проект ТЗ на выполнение ОКР по разработке опытного образца сенсора. В целом по НИОКР были достигнуты следующие результаты: 1. Проведен анализ соотношений между требуемыми функциональными параметрами сенсора и конфигурацией чувствительных элементов (подвешенная мембрана, теплопроводные консоли, поглощающий ИК-излучение слой, термоэлектрический элемент); 2. Разработана топология полупроводникового кристалла и его тестовых элементов; 3. Проведено моделирование конструкции сенсора в статическом состоянии; 4. Осуществлен выбор и обоснование основного материала – типоразмеров структур КНИ (SOI) и корпусов для изготовления экспериментальных образцов; 5. Осуществлен выбор и обоснование основного материала – комплектующих изделий для изготовления экспериментальных образцов; 6. Разработан технологический маршрут изготовления экспериментального образца изделия; 7. Разработана и изготовлена оснастка для изготовления экспериментальных образцов; 8. Разработана и изготовлена оснастка для измерения экспериментальных образцов; 9. Изготовлен комплект фотошаблонов; 10. Отработана сборка прототипа полупроводникового кристалла в корпус; 11. Отработаны новые технологические процессы изготовления тестовых элементов полупроводникового кристалла на пластинах и КНИ-структурах; 12. Проведено исследование и анализ тестовых элементов методами электронно-растровой микроскопии. 13. Проведена корректировка топологии экспериментального образца изделия на основе отработки новых технологических процессов. 14. Проведено моделирование сенсора в динамических процессах его работы. 15. Изготовлены скорректированные слои комплекта фотошаблонов в соответствии с коррекцией топологии экспериментального образца сенсора. 16. Изготовлены полупроводниковые кристаллы экспериментального образца сенсора на КНИ-структурах по результатам корректировки топологии и технологических режимов. 17. Проведено исследование и анализ образцов методами электронно-растровой микроскопии. 18. Проведена сборка прототипов полупроводникового кристалла в корпуса. 19. Проведена компоновка стенда для измерения параметров сенсора. 20. Проведены предварительные измерения экспериментального образца сенсора. 21. Проведена отработка методик измерения параметров сенсора. 22. Доработаны методики проведения измерений экспериментального образца сенсора. 23. Выполнен монтаж экспериментальных образцов в корпуса. 24. Проведены измерения параметров экспериментальных образцов МЭМС-сенсора с расширенными функциональными возможностями. 25. Верифицированы результаты моделирования сенсора. 26. Разработана и изготовлена оснастка для испытаний экспериментального образца сенсора. 27. Проведены испытания экспериментального образца сенсора. 28. Разработан проект ТЗ на выполнение ОКР по разработке опытного образца сенсора. Работы по НИОКР выполнены успешно и в полном объеме.