Технологические аспекты формирования тонкопленочных функциональных структур на поверхностях узлов акселерометров

Рассматривается технология формирования тонкопленочных функциональных покрытий на плоских поверхностях прецизионных акселерометров методом магнетронного напыления на примерах нанесения алюминия при изготовлении пластины-основания чувствительного элемента микромеханического акселерометра. Представлена математическая модель формирования покрытия равномерной толщины на плоской поверхности, определены основные значимые параметры процесса напыления. Оптимизируемым параметром выбран угол ориентации подложки относительно мишени магнетрона, а критерием оптимизации служит минимальное значение среднеквадратического отклонения толщины покрытия. Эффективность предложенной модели подтверждается практическими результатами исследований характеристик полученных покрытий.

1. Юльметова О. С. Ионно-плазменные и лазерные технологии в гироскопическом приборостроении: Автореф. … д-ра техн. наук СПб: ЦНИИ „Электроприбор“, 2019.

2. Беляев С. Н., Щербак А. Г. Технологические аспекты формирования тонкопленочных электродов подвеса на узлах электростатического градиентометра // Материалы XXXIII конф. памяти Н. Н. Острякова. СПб: ЦНИИ „Электроприбор“, 2022.

3. Распопов В. Я. Микромеханические приборы. Тула: Тульский госуниверситет, 2002. с. 7–95.

4. Петропавловский Ю. Инерциальные приборы и МЭМС микросхемы компании Analog Devices для систем автоматики, навигации и автомобильной электроники. Часть 1 // Радиолоцман. 2015. Ноябрь.

5. Бойко А. Н., Заводян А. Р., Симонов Б. М. Микромеханические акселерометры. Моделирование элементов конструкции и изготовление // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. 2009. № 8. С. 100–103.

6. Божков В. Г. Контакты металл-полупроводник: физика и модели. Томск: Изд. дом Томск. гос. ун-та, 2016. 528 с.

7. Данилин Б. С., Сырчин В. К. Магнетронные распылительные системы. М.:, Радио и связь, 1982. 72 с.

8. Данилин Б. С. Применение низкотемпературной плазмы для нанесения тонких пленок. М.: Энергоатомиздат, 1989. 328 с.

9. Черниговский В. В., Марцынюков С. А., Лисенков А. А., Кострин Д. К. Исследование распределения толщины покрытий, наносимых методом магнетронного распыления // Изв. СПбГЭТУ „ЛЭТИ“. 2018. № 4. С. 5–12.

10. Сагателян Г. Р., Шишлов А. В. Анализ распределения толщины тонкопленочного покрытия при магнетронном напылении на установках с планетарным перемещением подложки // Наука и образование. МГТУ им. Н. Э. Баумана. 2014. № 11. С. 458–481.

11. Черкунов В. И. Оптимизация неравномерности магнетронного напыления пленок алюминия и оксида алюминия при взаимном перемещении подложки и магнетрона // Изв. СПбГЭТУ „ЛЭТИ“. 2025. Т. 18, № 1. С. 1421. DOI: 10.32603/2071-8985-2025-18-1-14-21.

12. Морачевский А. Г. и др. Прикладная химическая термодинамика. СПб: Изд-во Политехн. ун-та, 2008. 254 с.

13. Диаграммы состояния двойных металлических систем. Т. 1 / Под ред. Н. П. Лякишева. М.: Машиностроение, 1996. 992 с.

14. Усольцева Д. С. Электронная, атомная структура и фазовый состав композитных Al–Si: Автореф. … канд. физ.-мат. наук. Воронеж: Воронеж. гос. ун-т, 2018.