Use of nano-dimensional hydrophobic coatings for obtaining electrets based on silicon dioxide
- Military Academy of Telecommunications Named After S.M.Budyonny
Abstract
The article considers the physical-technological foundations of formation of the silicon dioxide (SiO 2 ) based electret for use in devices of MEMS technology. Studies have shown that the best electret properties are in SiO 2 obtained in «wet» oxygen medium as compared to samples obtained by other oxidation methods. This is probably due to the large number of Si-OH groups on the surface of the oxide in the «wet» SiO 2 , which increases the effectiveness of the hydrophobic coatings during the modification of the SiO 2 surface. It has been found that other methods of obtaining oxide, for example, electrochemical or plasmachemical, do not make it possible to obtain SiO 2 with good electret properties. The decrease of the charge injected into an electret can occur due to the presence of volume or surface conductivity, as well as the screening of this charge by opposite charges from the medium, leading to significant decrease of electret surface potential at high ambient humidity. To increase the stability of the electret effect, it is necessary to perform water-repellency treatment of SiO 2 surface by applying thin (nanosized) water-repellent coatings. Experimental results on the stability of the electret surface potential are presented for usage of various water repellents. The most promising water repellents are high-temperature photoresist FPT-1-40 and polyimide nanolayer compositions – Langmuir-Blodgett films.
References
- Гороховатский Ю.А. Термоактивационная токовая спектроскопия высокоомных полупроводников и диэлектриков / Ю.А.Гороховатский, Г.А.Бордовский. М.: Наука, 1991. 248 с.
- Козодаев Д.А. Электретный эффект в структурах Si-SiO2 и Si-SiO2-Si3 N4: Автореф. дис…канд. техн. наук / Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет. СПб, 2002. 16 с.
- Кузьмин Ю.И. Перколяционная модель релаксации электрета / Ю.И.Кузьмин, В.Н.Таиров // ЖТФ. 1984. Т. 54. № 5. С. 964-965.
- Модификация термостойких фотолаков для новых областей применения / Н.В.Климова, Г.К.Лебедева, Н.С.Пщелко, Л.В.Рудая, И.М.Соколова, Т.А.Юрре // Петербургский журнал электроники. 2002. № 3. С. 33-37.
- Нанотехнология: физика, процессы, диагностика, приборы / Под ред. В.В.Лучинина, Ю.М.Таирова. М.: Физматлит. 2006. 552 c.
- От молекулярного наслаивания к эпитаксии органических веществ методом Ленгмюра – Блоджетт / С.И.Голоудина, П.П.Карагеоргиев, В.В.Лучинин, В.М.Пасюта // Нано- и микросистемная техника. 2013. № 12. С. 34-38.
- Патент РФ № 2562505. Способ повышения эффективности сгорания углеводородного топлива / В.С.Нагорный, Д.Ю.Колодяжный, Е.Ю.Марчуков, С.А.Федоров, Н.С.Пщелко. Опубл. 27.06.2015. Бюл. № 25.
- Полиимидные нанослоевые композиции, как стабилизирующие покрытия микроэлектронных структур / С.И.Голоудина, В.М.Пасюта, Д.А.Козодаев, В.В.Кудрявцев, В.В.Лучинин, В.П.Склизкова, В.И.Закржевский, Д.Э.Темнов // Петербургский журнал электроники. 2001. № 4. С. 79-86.
- Пщелко Н.С. Анализ влияния пространственного распределения заряда на электроадгезионные силы // Записки Горного института. 2016. Т. 218. С. 296-305.
- Пщелко Н.С. Методика определения параметров капсюлей конденсаторных структур с подвижными обкладками // Записки Горного института. 2010. Т. 187. С. 117-124.
- Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2015661225. Программа для определения диэлектрической проницаемости и удельного сопротивления высокоомных материалов / Т.Р.Акчурин, Н.С.Пщелко, Е.Г.Водкайло. Опубл.20.11.2015.
- Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2016610272. Программа для контроля параметров емкостных структур методом вольт-фарадных характеристик / Т.Р.Акчурин, Е.Г.Водкайло, Н.С.Пщелко. Опубл. 20.02.2016.
- Kozodaev D.A. Analysis of Electret Sub-Miniature Microphones / D.A.Kozodaev, N.S.Pshchelko, V.I.Zakrzhevskiy // Proc. ISE – 10. Athens. 1999. P. 973-978.
- Low temperature wafer anodic bonding / J.Wei, H.Xie, M.L.Nai, C.K.Wong, L.C.Lee // J.Micromech. Microeng. 2003. Vol. 13. P. 217-222.
- Pshchelko N.S. Modeling of physical and chemical processes of anodic bonding technology / N.S.Pshchelko, M.P.Sevryugina // Advanced Materials Research. 2014. Vol. 1040. P. 513-518.
- The Percolation Behavior of Electret at Presence of Water Condensation / U.I.Kuzmin, N.S.Pshchelko, I.M.Sokolova, V.I.Zakrzhevskiy // Proc. ISE –8. Paris. 1994. P. 124-129.
- Tomaev V.V. Polarization of Surface Layers of Ionic Dielectrics at the Interface Between the Electroadhesive Contact and a Dielectric / V.V.Tomaev, N.S.Pshchelko // Glass Physics and Chemistry. 2016. Vol. 42. № 1. P. 105-109.