Полупроводниковые резисторы - не понимаю физику Опции

[x83]

Добрый день коллеги!

Возможно тема не по адресу, но мне кажется эта ветка наиболее подходящей.т
Столкнулся с пролемой, и не могу понять физику процесса.

Есть тензорезистивный чувствительный элемент, изготовленный по тонкопленочной полупроводниковой технологии.
Чувствительный элемент образован мостом Уитстона на сапфировой подложке. Резисторы формируются кремниевым эпитаксиальным слоем.
Сопротивление отдельного резистора ~4 кОм. Сопротивление изоляции ~10 ГОм. Чувствительный элемент избыточного типа с верхним пределом измерения 40МПа.

При испытаниях на долговременную стабильность выходного сигнала обнаружил следующее поведение:
Чувствительный элемент помещен в термокамеру, установлена стабильная температура +25. Мост запитан стабильным напряжением +5В. Избыточное давление к чувствительному элементу не приклаыватеся (т.к. измерения идут при атмосферном давлении).
Для измерения используется прибор Agilent 34401.
На выходе измеряем нулевой сигнал, из-за технологического разбора параметров начальный сигнал имеет некоторое начальное смещение.
Измерения проводятся в течении нескольких суток с интервалом 15 секунд.

Обнаружено, что в течении первых суток происходит сильный уход начального сигнала (величина ухода несколько сотен микровольт). Причем если отключить питание моста, и через некоторое время вновь провести измерения картина полностью повторяется.
Для исключения особенностей измерительного тракта в камеру был помещен мост, изготовленный из постоянных резисторов. Там все линейно и никаких дрейфов нет.
Чуствительные элементы прошли предварительную электротермотренировку в течении 50 часов.

Эксперимент проводился одновременно на 10 образцах чувствительного элемента + два моста из постоянных резисторов.
Во всех случаях результаты повторяют приведенные ниже картинки (Ось абсцисс - время в часах, ось ориднат - напряжение моста в мВ. Переменное питание это смена полярности питания раз в минуту, измерение происходит всегда в одной полярности).

Эксперимент в течении 5 суток, каждые сутки изменяли порярность питания.


Чем объясняется столь сильный дрейф сигнала во времени?

Сообщение отредактировал x83 - Apr 19 2017, 07:32

[x83]

А так, почему с полупроводниками связались? Мне кажется обычная резистивная тонкая пленка тоже тензорезистивный эффект должна показать. Вопрос с каким коэффициентом, конечно, но зато без "полупроводникового геморроя".

Результат конверсии в лихие 90е, когда спец. МС стали никому не нужны, ну и имевшуюся технологию приспособили для нужд народного хозяйства.

Кремний 5 микрон. Никаких p-n переходов в структуре не предусмотрено. Была гипотеза, что слой аллюминия создает барьер Шотки, но пока не подтверждения этому не нашли.

По поводу внесения загрязнений надо проводить проверку на производстве. По идее там четко регламентирована вся технология и операции отмывки. Ну и на основной серийной продукции таких эффектов нет.

Как вариант загрязнения происходят на этапе разварки проводников на контактные площадки. С другой стороны, на той же установке развариваются и другие изделия.