Использование наноразмерных гидрофобизирующих покрытий для получения электретов на основе диоксида кремния
- д-р техн. наук профессор Военная академия связи им. С.М.Буденного
Аннотация
Рассмотрены физико-технологические основы формирования электрета на основе диоксида кремния (SiO2) для использования его в устройствах микросистемной техники. Исследования показали, что лучшими электретными свойствами обладает SiO2, полученный в атмосфере «влажного» кислорода, по сравнению с образцами, полученными другими методами окисления. Вероятно, это связано с большим количеством групп Si-ОН на поверхности оксида во «влажном» SiO2, что повышает эффективность действия гидрофобизирующих покрытий при модификации поверхности SiO2. Выявлено, что другие способы получения окисла, например, электрохимический или плазмохимический, не позволяют получить SiO2 с хорошими электретными свойствами. Уменьшение инжектированного в электрет заряда может происходить вследствие наличия объемной или поверхностной проводимости, а также экранировки этого заряда зарядами противоположного знака из атмосферы, приводящих при высокой окружающей влажности к катастрофическому падению поверхностного потенциала электрета. С целью увеличения стабильности электретного эффекта необходима гидрофобизация поверхности SiO2 – нанесение на его поверхность тонких (наноразмерных) водоотталкивающих покрытий. Приведены экспериментальные результаты по стабильности электретного поверхностного потенциала при использовании различных гидрофобизаторов. Наиболее перспективными для использования в качестве гидрофобизаторов являются высокотемпературный фоторезист ФПТ-1-40 и полиимидные нанослоевые композиции – пленки Ленгмюра – Блоджетт.
Литература
- 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.