Радіовимірювальні оптичні перетворювачі для визначення часу плазмохімічного травлення

Abstract

Дисертаційна робота присвячена розробці радіовимірювальних оптичних перетворювачів з частотним виходом на основі напівпровідникових структур з від’ємним опором, принцип роботи яких базується на функціональній залежності реактивних властивостей транзисторних структур з від'ємним опором від впливу освітленості оптичного випромінювання плазми, що надає можливість виготовлення та створення конкурентноспроможних зразків цієї продукції. У дисертаційній роботі розроблені теоретичні підходи де створення радіовимірювальних оптичних перетворювачів у вигляді біполяр¬них та МДН- транзисторних структур на основі розв'язку рівняння Кірхгофа, основних положень теорії комплексної змінної, що дало можливість отримати залежність активної і реактивної складових повного опору, функції пе¬ретворення та рівняння чутливості від впливу освітленості та доведено, що ці зале¬жності є суттєвими для створення радіовимірювальних оптичних перетворювачів з поліпшеними метрологічними показниками. Удосконалені математичні моделі радіовимірювальних оптичних перетворювачів, в яких на відміну від існуючих, враховано вилив величини освітленості на елементи нелінійних еквівалентних схем перетво¬рювачів на основі біполярних і МДН- транзисторних структур з від'ємним опором, що дало змогу отримати рівняння чутливості і функції пере¬творення освітленості у частоту. Розроблено пакет прикладних програм для моделювання та розрахунків характеристик розроблених радіовимірювальних оптичних перетворювачів для визначення часу травлення.

Диссертационная робота посвящена разработке теоретических основ и практической реализации радиоизмерительных оптических пре¬образователей с частотным выходом для определения времени плазмохимического травления на основе полупроводниковых структур с отрицательным сопротивлением, принцип работы которых основан на функциональной зависимости реактивных свойств транзисторных структур с от-рицательным сопротивлением от воздействия освещенности излучения плазмы, что дает возможность создания и разработки конкурентоспособных образцов этой продукции. Разработаны пакеты прикладных программ в вычислительной среде "Matlab 6.5" для моделирования и вычислений характеристик разработанных радиоизмерительных оптических преобразователей. Анализ теоретиче¬ских и экспериментальных исследований подтвердил адекватность разработанных моделей с погрешностью ±5%. Предложено использование оптических преобразователей в системе управления процессом плазмохимического травления фоторезиста. Рассчитаны по¬грешности радиоизмерительных оптических преобразователей, а также определена суммарная погрешность радиоизмерительного оптического преобразователя, которая составляет ±0,21%.

The thesis is devoted to the development radiomeasuring optical transducers with frequency output on the basis of semiconductor structures with negative resistance, the principle of which operation is based on the functional connection of reactive properties of transistor structures with negative resistance from the effects of illumination of plasma light, which enables creation and development competitive is models of this production. In the thesis the theoretical approaches for creation of radiomeasuring optical transducers as bipolar and MOSfet transistor structures are designed on the basis of the solution of a Kirgoff equation, fundamental points of the theory of complex variable, that has enabled to receive dependences of an active and reactive components of complete resistance, function of conversion, and equation of sensitivity from exposure of light and is proved, that these dependences are essential for creation of the radiomeasuring optical transducers with improved metrological metrics. Mathematical models are improved, in which the intensity of plasma light to elements of nonlinear equivalent circuits of transducers is taken into account on the basis of bipolar and MOSfet transistor structures with negative resistance, which are described by set of equations, on the basis of which the functions of conversation and equation of sensitivity are defined. The applications packages for simulation analysis and calculations of the characteristics of designed radiomeasuring optical transducers to determine the time of plasma etching are designed.