Журнал технической физики
Авторам
Вышедшие номера
- 2025
- 2024
- 2023
- 2022
- 2021
- 2020
- 2019
- 2018
- 2017
- 2016
- 2015
- 2014
- 2013
- 2012
- 2011
- 2010
- 2009
- 2008
- 2007
- 2006
- 2005
- 2004
- 2003
- 2002
- 2001
- 2000
- 1999
- 1998
- 1997
- 1996
- 1995
- 1994
- 1993
- 1992
- 1991
- 1990
- 1989
- 1988
Особенности деформирования круглых тонкопленочных мембран и экспериментальное определение их эффективных характеристик
Переводная версия: 10.21883/TP.2022.13.52218.121-21 
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, госзадание, 075-03-2020-216, 0719-2020-0017, мнемокод FSMR-2020-0017
Дедкова А.А.
1, Глаголев П.Ю.
1, Гусев Е.Э.
1, Дюжев Н.А.
1, Киреев В.Ю.
1, Лычев С.А.
2, Товарнов Д.А.
1
1Национальный исследовательский университет "МИЭТ", Зеленоград, Москва, Россия 
2Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН, Москва, Россия
2Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН, Москва, Россия
Email: dedkova@ckp-miet.ru, glagolev@ckp-miet.ru, gusev@ckp-miet.ru, dyuzhev@ckp-miet.ru, tovarnov@ckp-miet.ru
Поступила в редакцию: 26 апреля 2021 г.
В окончательной редакции: 26 апреля 2021 г.
Принята к печати: 26 апреля 2021 г.
Выставление онлайн: 27 июня 2021 г.
Рассмотрены особенности тонкопленочных мембран, сформированных над круглыми отверстиями в кремниевых подложках с помощью Бош-процесса травления. Из-за напряженного состояния исходных пленок мембраны имеют сложную форму. Для расчета механических характеристик мембраны посредством анализа зависимости прогиба мембраны w от поданного на нее избыточного давления P необходимо определение непосредственно на мембране: ее диаметра, толщин составляющих ее слоев, изменения рельефа поверхности мембраны по всей ее площади по мере увеличения давления P. На примере p-Si*/SiNx/SiO2- и SiNx/SiО2/SiNx/SiО2-мембран показано определение диаметра мембраны и толщин составляющих слоев. Использованы методы спектральной эллипсометрии, рентгеновского энергодисперсионного микроанализа, оптической профилометрии и оптической микроскопии. Показано влияние особенностей условий закрепления мембран на их напряженно-деформированное состояние, проведена оценка посредством численного моделирования. Разработана методика измерений и расчета механических характеристик мембран, имеющих начальный прогиб. Результат расчета показан на примере мембраны с начальным прогибом 2 μm - SiNx/SiО2/SiNx/SiО2 и мембраны с начальным прогибом 30 μm - Al/SiO2/Al. Ключевые слова: тонкие пленки, мембрана, дефект, механические характеристики, механические напряжения, деформация, модуль Юнга, модуль упругости, прогиб, микроэлектромеханические системы, МЭМС, круглая мембрана, кремниевая подложка, оптическая профилометрия, избыточное давление.
- Н.А. Дюжев, М.А. Махиборода, Р.Ю. Преображенский, Г.Д. Демин, Э.Е. Гусев, А.А. Дедкова. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 4, 64 (2017). DOI: 10.7868/S0207352817040060 [N.A. Djuzhev, M.A. Makhiboroda, R.Y. Preobrazhensky, G.D. Demin, E.E. Gusev, A.A. Dedkova. J. Surf. Investigation: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniq., 11 (2), 443 (2017). DOI: 10.1134/S1027451017020239]
- Н.А. Дюжев, Е.Э. Гусев, А.А. Дедкова, Д.А. Товарнов, М.А. Махиборода. ЖТФ, 90 (11), 1838 (2020). DOI: 10.21883/JTF.2020.11.49971.107-20 [N.A. Djuzhev, E.E. Gusev, A.A. Dedkova, D.A. Tovarnov, M.A. Makhiboroda. Tech. Phys., 65(11), 1755 (2020). DOI: 10.1134/S1063784220110055]
- A. Nazarov, I. Abdulhalim. Sensors and Actuators A: Physical, 257, 113 (2017). DOI: 10.1016/j.sna.2017.02.020
- C. Zorman. Material Aspects of Micro- and Nanoelectromechanical Systems (Springer Handbook of Nanotechnology, Springer-Verlag, Berlin 2007)
- Н.А. Дюжев, Е.Э. Гусев, Т.А. Грязнева, А.А. Дедкова, Д.А. Дронова, В.Ю. Киреев, Е.П. Кириленко, Д.М. Мигунов, Д.В. Новиков, Н.Н. Патюков, А.А. Преснухина, А.Д. Бакун, Д.С. Ермаков Российские нанотехнологии, 12 (7-8), 97 (2017). [N.A. Dyuzhev, E.E. Gusev, T.A. Gryazneva, A.A. Dedkova, D.A. Dronova, V.Yu. Kireev, E.P. Kirilenko, D.M. Migunov, D.V. Novikov, N.N. Patyukov, A.A. Presnukhina, A.D. Bakun , D.S. Ermakov, Nanotechnologies in Russia, 12 (7-8), 426 (2017). DOI: 10.1134/S1995078017040073]
- P. Rosakis. Networks and Heterogeneous Media, 9 (3), 453 (2014). DOI: 10.3934/nhm.2014.9.453
- M. Kardar, G. Parisi, I.-Ch. Zhang. Phys. Rev. Lett., 56 (9), 889 (1986). DOI: 10.1103/PhysRevLett.56.889
- J. Braun, B. Schmidt. Calc. Var., 55 (5), 125 (2016). DOI: 10.1007/s00526-016-1048-x
- M.E. Gurtin, A.I. Murdoch. Archive for Rational Mechanics and Analysis, 57 (4), 291 (1975). DOI: 10.1007/bf00261375
- S. Majaniemi, T. AlaNissila, J. Krug. Phys. Rev. B, 53 (12), 8071 (1996)
- R. Molzon, C.S. Man. J. Elasticity, 20 (3), 181 (1988)
- B. Schmidt. Networks and Heterogeneous Media, 4 (4), 789 (2009)
- C.Q. Ru. Science China-Physics Mechanics \& Astronomy, 53 (3), 536 (2010). DOI: 10.1007/s11433-010-0144-8
- C.Q. Ru. Continuum Mech. Thermodyn., 28 (1-2), 263 (2016). DOI: 10.1007/s00161-015-0422-9
- R. Shuttleworth. Proc. Phys. Soc. A, 63, 444 (1950)
- F. Theil. ESAIM: M2AN, 45 (5), 873 (2011). DOI: 10.1051/m2an/2010106
- E. Orowan. Proc. Roy. Soc. Lond. A, 316, 473 (1970)
- C.-Y. Hui, A. Jagota. Langmuir, 29 (36), 11310 (2013). DOI: 10.1021/la400937r
- С.А. Лычев, Т.Н. Лычева, А.В. Манжиров. Известия РАН. Механика твердого тела, 2, 199 (2011) [S.A. Lychev, A.V. Manzhirov, T.N. Lycheva. Mechanics of Solids, 46 (2), 325 (2011). DOI: 10.3103/S002565441102021X]
- S. Lychev, K. Koifman. Acta Mechan., 230 (11), 3989 (2019). DOI: 10.1007/s00707-019-02399-7
- S. Lychev. ZAMM Zeitschrift fur Angewandte Mathematik Mechanik, 94 (1-2), 118 (2014). DOI: 10.1002/zamm.201200231
- A. Degen, J. Voigt, B. Sossna, F. Shi, I.W. Rangelow. Proceedings SPIE, 3996, 97 (2000)
- M.K. Small, W.D. Nix. J. Mater. Res., 7 (6), 1553 (1992)
- В.Ю. Киреев. Нанотехнологии в микроэлектронике. Нанолитография --- процессы и оборудование (Издательский дом "Интеллект", Долгопрудный, 2016)
- В.С. Сергеев, О.А. Кузнецов, Н.П. Захаров, В.А. Летягин. Напряжения и деформации в элементах микросхем (Радио и связь, М., 1987)
- Г.П. Егоров. Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Механические напряжения в металлических пленках при магнетронном осаждении" (НИЯУ "МИФИ", М., 2018)
- С.Ф. Сенько, В.А. Зеленин. Приборы и методы измерений, 9 (3), 254 (2018). DOI: 10.21122/2220-9506-2018-9-3-254-262
- А.А. Дедкова, Н.А. Дюжев, Е.Э. Гусев, М.Ю. Штерн. Дефектоскопия, 5, 52 (2020). DOI: 10.31857/S0130308220050073 [A.A. Dedkova, N.A. Dyuzhev, E.E. Gusev, M.Yu. Shtern. Rus. J. Nondestructive Testing, 56 (5), 452 (2020). DOI: 10.1134/S1061830920050046]
- А.А. Дедкова, В.Ю. Киреев, В.А. Беспалов, А.Л. Переверзев. Заявка на изобретение РФ 2021106059
- F.R. Brotzen. Intern. Mater. Rev., 39 (1), 24045 (1994)
- Е.Э. Гусев, А.А. Дедкова, Н.А. Дюжев. Наноиндустрия, S (82), 538 (2018). DOI: 10.22184/1993-8578.2018.82.538.541
- А.А. Дедкова, Е.Э. Гусев, В.С. Ларионов, Н.А. Дюжев. Третий междисциплинарный молодежный научный форум с международным участием "Новые материалы". Сборник материалов, 251 (2017)
- A.A. Dedkova, P.Yu. Glagolev, G.D. Demin, E.E. Gusev, P.A. Skvortsov. 2020 IEEE Conf. Rus. Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus), 2288 (2020). DOI: 10.1109/EIConRus49466.2020.9039289
- E.I. Bromley, J.N. Randall, D.C. Flanders, R.W. Mountion. J. Vac. Sci. Technol. B, 1 (4), 1364 (1983)
- А.И. Козлов. Исследование и разработка мембранных тензопреобразователей давления. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. (УлГТУ, Ульяновск, 2014), 113 с
- Н.М. Якупов, В.Н. Куприянов, Р.Г. Нуруллин, С.Н. Якупов. Патент РФ 2387973
- J. Yang, W. Zhou, F. Yang. Patient CN101520385
- А.Н. Гоц. Численные методы расчета в энергомашиностроении. Учебное пособие в двух частях. Часть 2 (Изд-во Владимирского гос. ун-та, Владимир, 2010)
- Л.Е. Андреева. Упругие элементы приборов (Машгиз, М., 1962)
- С.П. Тимошенко, С. Войновский-Кригер. Пластинки и оболочки (Наука, М., 1966)
- А.А. Саченков. Цикл лекций по теории пластин и оболочек: учебное пособие (Казанский университет, Казань, 2018)
- А.В. Корляков. Нано- и микросистемная техника, 8, 17 (2007)
- Е.Д. Хребтова. Разработка методики измерения механических характеристик мембранных элементов. Выпускная квалификационная работа магистра по направлению 28.04.01 (СПбГЭТУ "ЛЭТИ", СПб., 2017), 99 с
- И.А. Вавилин. Разработка лабораторного стенда для определения прогиба микромеханических мембран. Выпускная квалификационная работа бакалавра по направлению 28.03.01 (СПбГЭТУ "ЛЭТИ", СПб., 2017)
- О.Н. Асташенкова. Физико-технологические основы управления механическими напряжениями в тонкопленочных композициях микромеханики. Диссертация на соискание ученой степени к.т.н. по специальности 05.27.06 (СПбГЭУ "ЛЭТИ", СПб., 2015), 143 с
- И.А. Биргер. Остаточные напряжения (Красный печатник, Л., 1963)
- P. Waters. Stress Analysis and Mechanical Characterization of Thin Films for Microelectronics and MEMS Applications. A dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy --- 215 c., Department of Mechanical Engineering College of Engineering University of South Florida, 2008
- F. Fachin, S.A. Nikles, J. Dugundji, B.L. Wardle. J. Micromech. Microeng, 21, 095017 (2011). DOI: 10.1088/0960-1317/21/9/095017
- А.Н. Кривошеева, А.В. Корляков, В.В. Лучинин, А.М. Ефременко. Патент РФ 2327252
- Механические напряжения в тонких пленках ( Реферативно-аналитический обзор). Выпуск 8 (798). Серия 2 "Полупроводниковые приборы" (ЦНИИ "Электроника", М., 1981)
- Под ред. Л. Майсела, Р. Глэнга. Технология тонких пленок ( справочник) (Сов. радио, М., 1970) [Перс. с англ. М.И. Елинсона, Г.Г. Смолко, 1977]
- М.Е. Галкина. Внутренние напряжения в углеродных конденсатах, формируемых импульсным вакуумно-дуговым методом. Диссертация на соискание ученой степени к.ф.-м.н., специальность 01.04.07 (Белгородский гос. ун-т, Белгород, 2005), 165 с
- Электронный ресурс. И. Каримов. "Лекция 4. Пластины, мембраны" Available: http://www.soprotmat.ru/ lectuprugost4.htm
- G. Machado, D. Favier, G. Chagnon. Experimental Mechanics, 52, 865 (2012). DOI: 10.1007/s11340-011-9571-3
- Н.К. Галимов, С.Н. Якупов. Строительная механика инженерных конструкций и сооружений, 4, 13 (2009)
- Н.М. Якупов, В.Н. Куприянов, С.Н. Якупов. Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета, 1 (9), 106 (2008)
- С.Н. Якупов. Известия РАН. Механика твердого тела, 3, 58 (2011)
- Н.М. Якупов, С.Н. Якупов. Строительная механика инженерных конструкций и сооружений, 1, 6 (2017)
- Н.К. Галимов, С.Н. Якупов. Строительная механика инженерных конструкций и сооружений, 4, 74 (2012)
- Н.К. Галимов, С.Н. Якупов. Строительная механика инженерных конструкций и сооружений, 3, 73 (2008)
- T. Tsakalakos. Metallurgical and Рrotective Сoatings, 75, 293 (1981)
- М.С. Ганеева, В.Е. Моисеева, З.В. Скворцова. Ученые записки Казанского университета. Серия физико-математические науки, 160 (4), 670 (2018)
- И.П. Гетман, М.И. Карякин, Г.О. Мостипан, И.А. Панфилов, Ю.А. Устинов. Известия вузов. Северо-кавказский регион. Естественные науки, 4, 24 (2011)
- S. Jianbing, L. Xiang, X. Sufang, W. Wenjia. Interna. J. Polymer Sci., 2017, 4183686 (2017). DOI: 10.1155/2017/4183686
- R.H. Plaut. Acta Mech., 202, 79 (2009). DOI: 10.1007/s00707-008-0037-3
- А.А. Дедкова, М.А. Махиборода. Наноструктуры. Математическая физика и моделирование, 20 (2), 41 (2020). DOI: 10.31145/2224-8412-2020-20-2-41-64
- В.А. Швец, Е.В. Спесивцев, С.В. Рыхлицкий, Н.Н. Михайлов. Российские нанотехнологии, 4 (2-4), 91 (2009). [V.A. Shvets, E.V. Spesivtsev, S.V. Rykhlitskii, N.N. Mikhailov. Nanotechnologies in Russia, 4 (3-4), 201 (2009). DOI: 10.1134/S1995078009030082]
- Под ред. А. Зандерны. Методы анализа поверхностей (Мир, М., 1979)
- А.А. Дедкова, М.О. Никифоров, С.В. Митько, В.Ю. Киреев. Российские нанотехнологии, 14 (3-4), 93 (2019). DOI: 10.21517/1992-7223-2019-3-4-93-100 [A.A. Dedkova, M.O. Nikiforov, S.V. Mitko, V.Yu. Kireev. Nanotechnologies in Russia, 14 (3-4), 176 (2019). DOI: 10.1134/S1995078019020046]
- J.D. Baek, Y. Yoon, W. Lee, P. Su. Energy Environ. Sci., 8 (11), 3374 (2015). DOI: 10.1039/C5EE02328A
- Н.Е. Ольховский. Предохранительные мембраны (Химия, М., 1976)
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.
