Научная статья на тему 'ПАРАМЕТРЫ ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА СЭНДВИЧ-КОНСТРУКЦИИ ЕМКОСТНОГО МИКРОМЕХАНИЧЕСКОГО АКСЕЛЕРОМЕТРА'

ПАРАМЕТРЫ ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА СЭНДВИЧ-КОНСТРУКЦИИ ЕМКОСТНОГО МИКРОМЕХАНИЧЕСКОГО АКСЕЛЕРОМЕТРА Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
73
24
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СЭНДВИЧ-КОНСТРУКЦИЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА / ЕМКОСТНОЙ МИКРОМЕХАНИЧЕСКИЙ АКСЕЛЕРОМЕТР / СКЛАДЧАТЫЕ ПРУЖИНЫ / SANDWICH DESIGN OF THE SENSITIVE ELEMENT / CAPACITIVE MICROMACHINED ACCELEROMETER / FOLDED SPRING

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Йе Ко Ко Аунг, Аунг Тхура, Симонов Борис Михайлович, Тимошенков Сергей Петрович

Совершенствование микромеханических акселерометров актуально в связи с расширением областей их применения и использованием подобных приборов в жестких условиях эксплуатации. В работе исследованы сэндвич-конструкции чувствительного элемента (ЧЭ) микромеханического акселерометра со складчатыми пружинами с точки зрения обеспечения высокой чувствительности к воздействию ускорения, стойкости к изменениям температуры и остаточным механическим напряжениям в конструктивных элементах при относительной простоте технологии их изготовления. Моделирование выполнено в программе ANSYS. Зазоры между подвижным и неподвижными электродами увеличены по сравнению с аналогами до 20 мкм. Показано, что высокая чувствительность к изменениям ускорения обеспечивается за счет оптимизации конструкции ЧЭ, использования складчатых пружин с пониженными значениями коэффициента жесткости. Установлено, что изменение емкости под действием ускорения по рабочей оси Z почти в 20 раз больше изменения емкостей по осям X и Y . Выяснено, что влияние температуры в пределах от -40 до +85 ºC на изменения емкостей по рабочей оси Z несущественно и не превышает ±0,003 пФ. Механические напряжения, которые возникают в конструктивных элементах ЧЭ при ускорении до 50 g, не превышают 2,29 МПа, в то время как кремний имеет прочность 440 МПа. Установлено, что собственная частота колебаний второй моды ЧЭ микромеханического акселерометра не влияет на собственную частоту колебаний ЧЭ по первой моде из-за существенного различия этих частот примерно на 2 кГц. Анализ показал, что исследованные сэндвич-конструкции ЧЭ характеризуются высокой чувствительностью и стабильностью параметров при относительной простоте изготовления.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Йе Ко Ко Аунг, Аунг Тхура, Симонов Борис Михайлович, Тимошенков Сергей Петрович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

PARAMETERS OF SENSITIVE ELEMENT OF CAPACITIVE MICROMECHANICAL ACCELEROMETER WITH SANDWICH CONSTRUCTION

An improvement of micromechanical accelerometers (MMA) is relevant due to the constant expansion of their applications and the use of such devices in increasingly demanding conditions. In the paper the sandwich designs of the sensitive element (SE) of a capacitive micromechanical accelerometer (MMA) with folded springs have been studied from the point of view of ensuring the high sensitivity to acceleration, resistance to temperature change and the presence of residual mechanical stresses in the structures while providing the relative simplicity of their manufacturing technology. The modeling has been executed in ANSYS program. The gaps between the movable and stationary electrodes are increased compared to analogs up to 20 microns. It has been shown that the high sensitivity to changes of the acceleration is provided due to the optimization of the sensitive element design, using folded springs with lower values of stiffness coefficient. It has been determined that the capacity change under the action of acceleration along the working axis ( Z ) is almost 20 times more than changes in capacity along axes X and Y and the effect of temperature in the range of -40 ºC to 85 ºC on changes in capacitances along the working axis ( Z ) is small ±0.0025 - 0.003 pF. The mechanical stresses, which occur in constructive elements of the sensitive element under acceleration to 50 g, do not exceed 2.29 MPa, while silicon has strength 440 MPa. The natural frequency of oscillation of the second mode of the sensitive MMA does not affect the natural frequency of oscillation of the first mode of the sensitive element due to a significant difference of these frequencies approximately by 2 kHz. The analysis has shown that the studied sandwich constructions are characterized by high sensitivity and stability of parameters with relatively simple manufacturing.

Текст научной работы на тему «ПАРАМЕТРЫ ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА СЭНДВИЧ-КОНСТРУКЦИИ ЕМКОСТНОГО МИКРОМЕХАНИЧЕСКОГО АКСЕЛЕРОМЕТРА»

МИКРО- И НАНОСИСТЕМНАЯ ТЕХНИКА MICRO- AND NANOSYSTEM TECHNOLOGY

УДК 531.768 DOI: 10.24151/1561-5405-2019-24-3-257-266

Параметры чувствительного элемента сэндвич-конструкции емкостного микромеханического акселерометра

Йе Ко Ко Аунг, Аунг Тхура, Б.М. Симонов, С.П. Тимошенков

Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва, Россия

[email protected]

Совершенствование микромеханических акселерометров актуально в связи с расширением областей их применения и использованием подобных приборов в жестких условиях эксплуатации. В работе исследованы сэндвич-конструкции чувствительного элемента (ЧЭ) микромеханического акселерометра со складчатыми пружинами с точки зрения обеспечения высокой чувствительности к воздействию ускорения, стойкости к изменениям температуры и остаточным механическим напряжениям в конструктивных элементах при относительной простоте технологии их изготовления. Моделирование выполнено в программе ANSYS. Зазоры между подвижным и неподвижными электродами увеличены по сравнению с аналогами до 20 мкм. Показано, что высокая чувствительность к изменениям ускорения обеспечивается за счет оптимизации конструкции ЧЭ, использования складчатых пружин с пониженными значениями коэффициента жесткости. Установлено, что изменение емкости под действием ускорения по рабочей оси Z почти в 20 раз больше изменения емкостей по осям X и Y. Выяснено, что влияние температуры в пределах от -40 до +85 °С на изменения емкостей по рабочей оси Z несущественно и не превышает ±0,003 пФ. Механические напряжения, которые возникают в конструктивных элементах ЧЭ при ускорении до 50 g, не превышают 2,29 МПа, в то время как кремний имеет прочность 440 МПа. Установлено, что собственная частота колебаний второй моды ЧЭ микромеханического акселерометра не влияет на собственную частоту колебаний ЧЭ по первой моде из-за существенного различия этих частот примерно на 2 кГц. Анализ показал, что исследованные сэндвич-конструкции ЧЭ характеризуются высокой чувствительностью и стабильностью параметров при относительной простоте изготовления.

Ключевые слова: сэндвич-конструкция чувствительного элемента; емкостной микромеханический акселерометр; складчатые пружины

© Йе Ко Ко Аунг, Аунг Тхура, Б.М. Симонов, С.П. Тимошенков, 2019

Для цитирования: Йе Ко Ко Аунг, Аунг Тхура, Симонов Б.М., Тимошенков С.П. Параметры чувствительного элемента сэндвич-конструкции емкостного микромеханического акселерометра // Изв. вузов. Электроника. - 2019. - Т. 24. -№ 3. - С. 257-266. DOI: 10.24151/1561-5405-2019-24-3-257-266

Parameters of Sensitive Element of Capacitive Micromechanical Accelerometer with Sandwich Construction

Ye Ko KO Aung, Aung Thura, B.M. Simonov, S.P. Timoshenkov

National Research University of Electronic Technology, Moscow, Russia [email protected]

Abstract: An improvement of micromechanical accelerometers (MMA) is relevant due to the constant expansion of their applications and the use of such devices in increasingly demanding conditions. In the paper the sandwich designs of the sensitive element (SE) of a capacitive micromechanical accelerometer (MMA) with folded springs have been studied from the point of view of ensuring the high sensitivity to acceleration, resistance to temperature change and the presence of residual mechanical stresses in the structures while providing the relative simplicity of their manufacturing technology. The modeling has been executed in ANSYS program. The gaps between the movable and stationary electrodes are increased compared to analogs up to 20 microns. It has been shown that the high sensitivity to changes of the acceleration is provided due to the optimization of the sensitive element design, using folded springs with lower values of stiffness coefficient. It has been determined that the capacity change under the action of acceleration along the working axis (Z) is almost 20 times more than changes in capacity along axes X and Y and the effect of temperature in the range of -40 °C to 85 °C on changes in capacitances along the working axis (Z) is small ±0.0025 - 0.003 pF. The mechanical stresses, which occur in constructive elements of the sensitive element under acceleration to 50 g, do not exceed 2.29 MPa, while silicon has strength 440 MPa. The natural frequency of oscillation of the second mode of the sensitive MMA does not affect the natural frequency of oscillation of the first mode of the sensitive element due to a significant difference of these frequencies approximately by 2 kHz. The analysis has shown that the studied sandwich constructions are characterized by high sensitivity and stability of parameters with relatively simple manufacturing.

Keywords: sandwich design of the sensitive element; capacitive micromachined accelerometer, folded spring

For citation: Ye Ko KO Aung, Aung Thura, Simonov B.M., Timoshenkov S.P. Parameters of sensitive element of capacitive micromechanical accelerometer with sandwich construction. Proc. Univ. Electronics, 2019, vol. 24, no. 3, pp. 257-266. DOI: 10.24151/1561-5405-2019-24-3-257-266

Введение. В настоящее время микромеханические акселерометры (ММА), в которых используется емкостной метод определения воздействующего ускорения, широко применяются в микросистемной технике. Исследователи во всем мире работают над оптимизацией конструкции ММА. В емкостных ММА обеспечивается высокая чувствительность измерений при малой потребляемой мощности и простоте конструкции [1, 2]. Для МЭМС-приборов массового применения важное значение имеет стоимость,

которая определяется простотой и воспроизводимостью процесса их изготовления, а также экономической эффективностью производства. Одной из конструктивных разновидностей емкостных ММА является так называемая сэндвич-конструкция. В работе [3] описана сэндвич-конструкция чувствительного элемента (ЧЭ) ММА, в которой подвижная инерционная масса связана с рамкой с помощью однозвенных складчатых пружин. Зазоры между подвижной массой и неподвижными верхним и нижним электродами равны 2 мкм. Для изготовления сэндвич-конструкций с воспроизводимыми параметрами требуется прецизионное оборудование, что приводит к удорожанию производства. Можно упростить технологию изготовления сэндвич-конструкций, увеличив зазоры до ~ 10—20 мкм, что обеспечит высокую чувствительность ММА к воздействующему ускорению.

Цель настоящей работы - исследование сэндвич-конструкции ЧЭ емкостного ММА с увеличенными до 20 мкм зазорами между подвижным и неподвижными электродами.

Объект исследования. Высокая чувствительность измерения ускорения обеспечивается за счет уменьшения жесткости элементов подвеса - складчатых пружин. Это достигается в результате увеличения числа звеньев в каждой пружине. Исследовались однозвен-ные (модель 1), полуторазвенные (модель 2) и двухзвенные (модель 3) складчатые пружины. При воздействии ускорения в пределах 10-50 g изучались деформация подвижной инерционной массы и изменение емкостей между электродами. Кроме того, рассчитывались механические напряжения, возникающие в элементах конструкции ЧЭ в результате воздействия ускорения до 50 g, и исследовалось влияние температуры на емкости сэндвич-конструкции ЧЭ ММА.

Сэндвич-конструкции ЧЭ емкостного ММА для модели 1 [3] и моделей 2, 3 представлены на рис.1. Параметры исследованных конструкций ЧЭ приведены в табл.1. Моделирование выполнено в программе ANS YS.

Таблица 1

Значения геометрических параметров конструкции ЧЭ ММА

Table 1

The values of the geometrical parameters of the sensitive element's construction

of the accelerometer

Геометрические параметры, мкм Модель 1 Модель 2 Модель 3

Ширина, длина, толщина подвижной инерционной массы 3000 х 3000 х 60 3000 х 3000 х 30 3000 х 3000 х 30

Ширина, длина, толщина одного звена складчатой пружины 300 х 1100 х 60 300 х 1100 х 30 300 х 1100 х 30

Зазоры между подвижным и неподвижными электродами 3 20 20

а б в

Рис.1. Вид чувствительного элемента сэндвич-конструкции емкостного ММА с одно- (а), полутора- (б), двухзвенными (в) складчатыми пружинами: 1 - стекло; 2 - подвижная масса;

3 - верхний электрод; 4 - складчатая пружина Fig. 1. View of the sensing element of the sandwich construction of capacitive MMA with single-link (a), 1.5-link (b), 2-link (c) folded springs: 1 - glass; 2 - moving mass; 3 - upper electrode; 4 - folded

2d

Исследование емкостей между электродами при воздействии линейного ускорения. Неподвижные электроды ЧЭ сэндвич-конструкции сформированы в виде пленок из алюминия, нанесенных на верхнее и нижнее стеклянные основания. Подвижная инерционная масса выполнена из кремния, связана с рамкой (конструктивной основой) с помощью четырех складчатых пружин и находится между неподвижными электродами. Электроды на стеклянных основаниях вместе с подвижным электродом образуют

трехэлектродную систему, функционирующую как пара дифференциальных конденсаторов (рис.2).

При воздействии ускорения по оси чувствительности Z подвижная масса перемещается, в результате чего происходят изменения емкостей между электродами. Как показали результаты моделирования, перемещение подвижной массы по рабочей оси Z более чем в 20 раз превышает перемещения подвижной массы по нерабочим осям X и Y. Чем больше деформация (перемещение) подвижной массы под действием ускорения, тем выше чувствительность ММА. Отклонение (деформация) подвижной инерционной массы составило для моделей 1-3 при воздействии ускорении 50 g соответственно 0,30774, 2,0405 и 2,5193 мкм. Чем больше значения деформации складчатых пружин, тем больше изменения емкостей между подвижным и неподвижными электродами и выше чувствительность ММА. Таким образом, модели 2 и 3 обеспечивают более высокую чувствительность по сравнению с моделью 1. При смещении подвижного электрода на х изменения емкостей между электродами определяются выражениями (рис. 2):

Рис.2. Трехэлектродная система сэндвич-конструкции емкостного ММА (М - подвижный электрод, Р\ и Р2 - неподвижные электроды)

Fig.2. 3-electrode system of sandwich construction of capacitive MMA (M - mobile electrode, Pi and P2 - stationary electrodes)

q _ £0£A

1 d + x

_ S0SA d - x

где во - электрическая проницаемость вакуума; в - относительная диэлектрическая проницаемость воздушной среды между электродами; A - площадь перекрытия обкладок, м2; d - расстояние между подвижным и неподвижными электродами при отсутствии ускорения, м.

Разность этих емкостей АС = С2 — С определяет чувствительность метода.

Ускорение изменялось в пределах 10-50 Моделирование выполнено при условии подачи напряжения 10 В на верхний и нижний неподвижные электроды и заземлении подвижной инерционной массы. Акселерометр подвергался воздействию ускорения от 10 до 50g в направлении оси чувствительности Z. Емкость между верхним электродом и инерционной массой, нижним электродом и инерционной массой равна 3,9825 пФ при отсутствии ускорения. В табл.2 и на рис.3 приведены расчетные значения деформации подвижной массы по оси Z, полученные с помощью моделирования в программе ANSYS. Зная деформацию подвижной массы, можно рассчитать емкости между электродами при воздействии линейных ускорений.

Таблица 2

Значения деформации подвижной массы ЧЭ ММА при воздействии ускорения

Table 2

The values of the deformation (цт) of the proof mass under the acceleration

Тип сэндвич-емкостного Деформация подвижной массы ЧЭ ММА мкм

акселерометра 10 g 20 g 30 g 40 g 50 g

Модель 1 0,06154 0,12309 0,18464 0,24169 0,30774

Модель 2 0,34817 0,81618 1,2243 1,6324 1,7408

Модель 3 0,50386 1,0077 1,5116 2,0154 2,5193

Из табл.2, видно, что модели 2 и 3 имеют наибольшие отклонения подвижного электрода. Использование полутора- и двухзвенных складчатых пружин с увеличенной длиной и пониженными значениями коэффициента жесткости, по сравнению с однозвенными складчатыми пружинами, позволяет достичь большего отклонения подвижной массы и тем самым обеспечить высокую чувствительность ЧЭ к воздействию ускорения [4].

Рис.3. Результаты моделирования деформации подвижной массы при ускорении 50 g для модели 1 (a), модели 2 (б), модели 3 (в) Fig.3. The simulation results of moving mass movement at acceleration 50 g for model 1 (a), model 2 (b), model 3 (c)

3,9 -1-'-1-1-1—

10 20 30 40 50

Ускорение, g

Рис.4. Зависимости емкостей между подвижным и неподвижным электродами при их сближении от воздействующего ускорения: • - модель 1;

■ - модель 2; ▲ - модель 3 Fig.4. Depending capacitances between the movable and stationary electrodes when they approach the magnitude of the acting acceleration: • - model 1;

■ - model 2; ▲ - model 3

Зависимости емкостей между подвижным и неподвижными электродами (при их сближении) от воздействующего ускорения для моделей 1-3 приведены на рис 4. В модели 1 емкость при воздействии ускорения 50 g по оси Z равна 4,0467 пФ, в моделях 2 и 3 - соответственно 4,3621 и 4,5564 пФ. При этом изменение емкости между электродами составляет 0,1227 пФ в модели 1, 0,6985 пФ в модели 2, 1,0195 пФ в модели 3. Таким образом, изменения емкостей между электродами по оси Z в моделях 2 и 3 примерно в 6-10 раз больше, чем в модели 1. При воздействии ускорения 50 g по нерабочим осям X и Y изменение емкости между электродами составляет всего 0,01 и 0,2 пФ.

Исследование механического напряжения, возникающего в ЧЭ ММА в результате действия линейного ускорения. При разработке МЭМС-датчиков необходимо контролировать механические напряжения, возникающие в их конструктивах [5-7]. Моделирование в программе ANSYS показало, что под действием ускорения максимальное механическое напряжение возникает в местах крепления складчатых пружин к раме и на острых углах складчатых пружин. В моделях 2 и 3 максимальное механическое напряжение при действии ускорении 50 g по оси чувствительности Z составляет соответственно 2,29 и 2,0405 МПа, что значительно меньше предела прочности кремния, равного 440 МПа [6-9]. Такой результат моделирования позволяет говорить о стойкости исследованных конструкций к воздействию линейных ускорений с большим коэффициентом запаса [8]. Полученные в результате моделирования значения механического напряжения, возникающего в чувствительном элементе ММА при воздействии ускорения 10-50 g, представлены в табл.3.

Таблица 3

Значения механического напряжения в ЧЭ ММА при воздействии ускорения

Table 3

The values of the mechanical stress (MPa) of the sensitive element under the acceleration

Тип сэндвич-емкостного Механическое напряжение в ЧЭ ММА, МПа

акселерометра 10 g 20 g 30 g 40 g 50 g

Модель 1 0,4680 0,8161 1,2243 1,6324 2,0405

Модель 2 0,4580 0,9160 1,3740 1,8320 2,2900

Из табл.3 видно, что при всех значениях воздействующего ускорения механическое напряжение в ЧЭ значительно меньше предела прочности кремния. Поэтому исследованные конструкции ЧЭ ММА пригодны для использования в перспективных разработках датчиков - емкостных ММА.

Исследование собственных частот колебаний ЧЭ ММА в результате воздействия ускорения. Результаты исследования собственных частот колебаний разных мод сэндвич-конструкции ЧЭ ММА в моделях 2 и 3 емкостного ММА представлены на рис.5. Установлено, что первая мода колебаний (рабочий режим) имеет собственную частоту колебаний 2298 и 2765 Гц для моделей 2 и 3 соответственно, самые близкие к ней моды колебаний имеют собственную частоту колебаний 4047 Гц у второй и третьей моды для модели 2 и 4699 Гц у второй и третьей моды для модели 3. Таким образом, частота наиболее близких видов колебаний второй и третьей мод не влияет на рабочую частоту первой моды из-за существенного отличия собственных частот колебаний [10]. В рассматриваемом случае эта разница составляет примерно 2 кГц.

Рис.5. Результаты моделирования собственных частот колебаний ЧЭ сэндвич-конструкции емкостного ММА в моделях 2 (а, б, в) и 3 (г, д, е): а, г - по первой

моде; б, д - по второй моде; в, е - по третьей моде Fig.5. The simulation results of the natural frequencies of oscillations of the sensitive element of the sandwich construction of capacitive MMA in models 2 (a, b, c) and 3 (g, d, e): a, d- in the first mode; b, d - in the second mode; c, e - on the third mode

Из рис.5 видно, что у модели 2 одинаковые собственные частоты колебаний второй и третьей мод (4699 Гц), у модели 3 также одинаковые собственные частоты колебаний второй и третьей мод (4047 Гц). Это объясняется тем, что модели 2 и 3 имеют симметричные конструкции ЧЭ со складчатыми пружинами.

Исследование влияния температуры на емкости ЧЭ. Температура может существенно влиять на чуствительность акселерометра [11,12]. В программе ANSYS выполнено моделирование влияния температуры в пределах от -40 до +85 °С на деформацию ЧЭ сэндвич-конструкций ММА для моделей 1-3. Рассчитаны деформация подвижного электрода и емкости между электродами при температуре -40, +22 и 80 °С. Установлено, что эти параметры при изменении температуры меняются незначительно (табл. 4).

Таблица 4

Зависимость деформации и емкости между электродами ЧЭ сэндвич-конструкций

от температуры

Table 4

Relation between the deformation and capacitance between the electrodes of the sensitive element with sandwich construction due to temperature

Температура, °C Деформация ЧЭ, мкм Емкость между электродами ЧЭ, пФ

модель 1 модель 2 модель 3 модель 1 модель 2 модель 3

+22 0 0 0 3,9825 3,9825 3,9825

+85 0,0027 0,0029 0,0029 3,9830 3,9830 3,9830

-40 0,0023 0,0025 0,00278 3,9829 3,9829 3,9830

Из табл.4 видно, что исследованные модели ЧЭ ММА характеризуются температурной стабильностью параметров.

Заключение. Результаты моделирования в программе ANSYS сэндвич-конструкций ЧЭ емкостных ММА позволяют упростить технологию его изготовления. Это достигается за счет увеличения зазоров между подвижным и неподвижными электродами до 20 мкм. Высокая чувствительность ММА к воздействию ускорения обеспечивается посредством оптимизации конструкции используемых элементов подвеса инерционной массы - складчатых пружин.

Изменение емкостей в ЧЭ сэндвич-конструкции под действием ускорения по рабочей оси Z почти в 20 раз больше, чем изменения емкостей по нерабочим осям X и Y. Под влиянием температуры в пределах от -40 до +85 °С изменения емкости по рабочей оси Z невелико и составляет ±0,0025-0,003 пФ, что свидетельствует о температурной стабильности работы исследованных ЧЭ. Механические напряжения, которые возникают в критических точках конструктивов ЧЭ в результате действия ускорения до 50 g, не превышают 2,29 МПа, в то время как кремний имеет прочность 440 МПа. Собственная частота наиболее близкого режима колебаний (второй моды) ЧЭ ММА не влияет на собственную частоту колебаний ЧЭ по первой моде из-за существенного различия значений этих собственных частот (примерно на 2 кГц).

Литература

1. Mansour Keshavarzi, Javad Yavand Hasani. Design and optimization of fully differential capacitive MEMS accelerometer based on surface micromachining // Microsystem Technologies. - 2018. -Vol. 25. -No. 4. - P. 1369-1377.

2. A MEMS accelerometer with double-sided symmetrical folded-beams on single wafer / Wei Li, Xiaofeng Zhou, Jian Wu et al. // IEEE // Nano/Micro Engineered and Molecular Systems (April 9-12 2017, Los Angeles, USA). - 2017. - P. 194-198.

3. Yanxi Zhang, Gang Yang, Chengchen gao, Yilong Hao. A MEMS sandwich differential capacitive silicon-on-insulator accelerometer // Microsystem Technologies. - 2013. - Vol. 19. - No. 8. - P. 1249-1254.

4. Аунг Тхура, Симонов Б.М, Тимошенков С.П. Исследование коэффициента жесткости кремниевых балок микромеханических резонансных акселерометров // Изв. вузов. Электроника. - 2017. -Т. 22. - № 3. - С. 276-284.

5. Аунг Тхура, Симонов Б.М, Тимошенков С.П. Исследование балочных резонаторов для частотных акселерометров с учетом термоупругого демпфирования и остаточного напряжения // Изв. вузов. Электроника. - 2018. - Т. 23. - № 1. - С. 52-61.

6. Тимошенков С.П., Тимошенков А.С, Вавилов В.Д. Микросистемные датчики физических величин: монография: в 2 ч. - М.: Техносфера, 2018. - 550 с.

7. Оценка работоспособности чувствительного элемента преобразователя линейных ускорений и расчет основных параметров/ В.В. Калугин, С.А. Анчутин, Е.С. Кочурина и др. // Приборы. - 2018. -№9 (219). - С. 1-5.

8. Особенности конструкции и технологии изготовления чувствительного элемента микроакселерометра / С.П. Тимошенков, В.В. Калугин, С.А. Анчутин и др. // Сб. тез. 4-й Междунар. науч. конф. «Электронная компонентная база и микроэлектронные модули» (Алушта, 01-06 окт. 2018 г.). -М.: Техносфера, 2018. - С. 425-426.

9. Timoshenkov S., Kalugin V., Anchutin S., Kochurina E. Simulation of the sensitive elements of the mi-cro-accelerometer with the software product ANSYS // Proc. of International Conference «Micro- and Nanoelectronics - 2018» (October 1-5, 2018, Moscow, Zvenigorod, Russia). - 2018. - P.95.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

10. Keya Sanyal, Kalyan Biswas. Structural design and optimization of MEMS based capacitive accel-erometer // IEEE/ Devices for Integrated Circuit (23-24 March 2017). - 2017. - P. 294-298.

11. Peng P., Zhou W., Yu H. A study of partial layout of adhesive on the thermal drift of MEMS capacitive accelerometers // International Journal of Modern Physics B. - 2017. - Vol. 31. - No. 7. - P. 740-744.

12. Yang B., Kan B.X., Xu Y.X., Hu Q.H. Research status and development trend of silicon resonator accelerometer // Navigation and Control. - 2017. - Vol. 16. - No. 4. - P. 96-106.

Поступила в редакцию 21.12.2018 г.; после доработки 15.02.2019 г.; принята к публикации 19.03.2019 г.

Йе Ко Ко Аунг - аспирант Института нано- и микросистемной техники Национального исследовательского университета «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, д.1), [email protected]

Аунг Тхура - аспирант Института нано- и микросистемной техники Национального исследовательского университета «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, д.1), [email protected]

Симонов Борис Михайлович - кандидат технических наук, доцент Института на-но- и микросистемной техники Национального исследовательского университета «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, д.1), [email protected]

Тимошенков Сергей Петрович - доктор технических наук, профессор, директор Института нано- и микросистемной техники Национального исследовательского университета «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, д.1)

References

1. Mansour Keshavarzi, Javad Yavand Hasani. Design and optimization of fully differential capacitive MEMS accelerometer based on surface micromachining. Springer-Verlag GmbH Germany, part of Springer Nature, 2018, vol. 25, no. 4, pp. 1369-1377.

2. Wei Li, Xiaofeng Zhou, Jian Wu, Youling Lin, Ze Wang. A MEMS Accelerometer with double-sided symmetrical folded-beams on single wafer. IEEE. Nano/Micro Engineered and Molecular Systems. Los Angeles, USA, 2017, pp. 194-198.

3. Yanxi Zhang, Gang Yang, Chengchen gao, Yilong Hao. A MEMS sandwich differential capacitive sili-con-on-insulator accelerometer. Microsystem Technologies, 2013, vol. 19, no. 8, pp. 1249-1254.

4. Aung Thura, Simonov B.M., Timoshenkov S.P. Investigation of the stiffness coefficient of silicon beams of micromechanical resonant accelerometers. Izvestiya vuzov. Elektronika = Proceedings of Universities. Electronics, 2017, vol. 22, no. 3, pp. 276-284. (in Russian).

5. Aung Thura, Simonov B.M., Timoshenkov S.P. The study of beam resonators for frequency accelerome-ters, taking into account thermoelastic damping and residual voltage. Izvestiya vuzov. Elektronika = Proceedings of Universities. Electronics, 2018, vol. 23, no. 1, pp. 52-61. (in Russian).

6. Vavilov V.D., Timoshenkov S.P., Timoshenkov A.S. Microsystem sensors of physical quantities: A monograph in two parts. Moscow, Technosfera Publ., 2018, pp. 529-531. (in Russian).

7. Kalugin V.V., Anchutin S.A., Kochurina E.S., Golovinsky M.S., Shalimov A.S. Assessment of the efficiency of the sensitive element of the linear acceleration converter and the calculation of the main parameters. Pribory. Pribory i sredstva avtomatizatsii = Instrument. Instruments and automation equipment, 2018, no. 9 (219), pp.1-5. (in Russian).

8. Timoshenkov S.P., Kalugin V.V., Anchutin S.A., Zaryankin N.M., Kochurina E.S. Features of the design and manufacturing technology of the microaccelerometer sensitive element. Collection of abstracts of the international forum «Microelectronics 2018». 4th International Scientific Conference «Electronic Component Base and Microelectronic Modules». Moscow, Technosphera Publ., 2018, pp. 425-426. (in Russian).

9. Timoshenkov S., Kalugin V., Anchutin S., Kochurina E. Simulation of the sensitive elements of the mi-cro-accelerometer with the software product ANSYS. Proceedings of International Conference «Micro- and Nanoelectronics - 2018». Moscow, 2018, p. 95.

10. Keya Sanyal, Kalyan Biswas. Structural design and optimization of MEMS based capacitive accelerometer. IEEE. Devices for Integrated Circuit (DevIC), 2017, pp. 294-2298.

11. Peng P., Zhou W., Yu H. A study of partial layout of adhesive on the thermal drift of MEMS capacitive accelerometers. International Journal of Modern Physics B, 2017, vol. 31, no. 7, pp. 740-744.

12. Yang B., Kan B.X., Xu Y.X., Hu Q.H. Research status and development trend of silicon resonator accelerometer. Navigation and Control, 2017, vol. 16, no. 4, pp. 96-106.

Received 21.12.2018; Revised 15.02.2019; Accepted 19.03.2019.

Information about the authors:

Ye Ko Ko Aung - PhD student of the Institute of Nano- and Microsystem Technology, National Research University of Electronic Technology (Russia, 124498, Moscow, Zelenograd, Shokin sq., 1), [email protected]

Aung Thura - PhD student of the Institute of Nano- and Microsystem Technology, National Research University of Electronic Technology (Russia, 124498, Moscow, Zelenograd, Shokin sq., 1), [email protected]

Boris M. Simonov - Cand. Sci. (Eng.), Assoc. Prof. of the Institute of Nano- and Microsystem Technology, National Research University of Electronic Technology (Russia, 124498, Moscow, Zelenograd, Shokin sq., 1), [email protected]

Sergey P. Timoshenkov - Dr. Sci. (Eng.), Prof., Head of the Institute of Nano- and Microsystem Technology, National Research University of Electronic Technology (Russia, 124498, Moscow, Zelenograd, Shokin sq., 1)

Системы на кристалле со встроенными антеннами на наногетероструктурах А3В5 / под ред. дл.н., проф. П.П. Мальцева. - М.: Техносфера, 2018. - 528 с.

СИСТЕМЫ НА КРИСТАЛЛЕ СО ВСГРОЕ1И1ЫМИ AI ГГЕШ1АМИ НА 1IAIЮППТЗГОСТРУКГУРАХ А'В5

Полреовншрй.Ith.|фофмоо|Я[111 Мальцева

ISBN 978-5-94836-526-8

В сборник вошли статьи сотрудников Федерального государственного автономного научного учреждения «Институт сверхвысокочастотной полупроводниковой электроники имени В.Г. Мокерова» Российской академии наук (ИСВЧПЭ РАН), опубликованные в период 2010-2017 гг. по новым направлениям исследовании наногетероструктур (арсенид галлия и нитрид

галлия): расчет и моделирование систем на кристалле с интегрированными антеннами и усилителями для крайне высоких частот, создание фото проводящих антенн для терагерцевых устройств.

Статьи использованы при выполнении работ по заказу Минобрнауки России в рамках ФЦП «Развитие электронной компонентной базы и радиоэлектроники» на 2008-2015 годы, ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы, ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России» на 2007-2013 годы и на 2014-2020 годы.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.