硅压阻式高温压力传感器

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1、摘要{f自从1954年Smith发现硅、锗等半导体材料的压阻效应以来，半导体压力传懑器得到了迅速的发展。与其他材料的压力传感器相比，半导体压力传感器具有体积小、质量轻、精度高、温度特性好等优点，特别是半导体压力传感器的制造工艺与半导体集成电路平面工艺相兼容，这就满足了半导体压力传感器向集成化、智能化方向发展的需要。目前最常用的半导体压力传感器是利用扩散工艺做成的PN结型压力传感器。PN结型压力传感器的主要优点是：工艺简单、易于制造、成本低，但是它有以下的缺点：漏电大、击穿电压低；使用温度低，受温度影响大；易受辐射和腐蚀液的影响；

2、不能用于交流电压。为此，人们不断研究如何改进和取消PN结，介质隔离的压力传感器也由此开始发展。它可以利用键合、湿法腐蚀等技术，在Si0：上对P型si进行光刻，形成卮阻条；这就取消了PN结，使压力传感器的温度、隔离等性能得到了提高。捧论文的主要目的就是通过对各种不同结构的压力传感器的测试、比较，设计出一种新型结构的硅高温压力传感器，并对其高温特性进行测量。这种高温压力传感器就是SOI型压力传感器。S01型压力传感器采用Si02作为隔离介质，利用Si0：薄膜的隔离作用，将P型电阻条与N型衬底隔离开来，这就取消了PN结。美国KULIT

3、E公司利用此法制作的应变片使用温度达到450℃。与PN结型的压力传感器比较起来，它们的线性值几乎一样，虽然在漂移电压的温度特性方面，SOl型压力传感器比较大，但是当温度高于150℃时，SOI型由于避免了一般PN结型压力传感器的PN结隔离，其漂移电压的变化量与150℃以下时几乎相等；当温度达到350℃甚至更高一些时，SOI型压力传感器仍能正常工作，其温度特性、时漂特性等仍符合要求。在SOl型高温压力传感器的设计和专题实验的过程中，同时发现了一种仅仅利用PN结和槽的隔离就能起到提高工作温度的新型结构，它不仅工艺简单，而且其工作温度也

4、已经达到可以与SOl型高温压力传感器相比拟的水平，将会是高温压力传感器发展的又一种方法。关键词：压阻效应、温度效应、零点漂移电压、力敏电阻√、／v7＼／AbstractsinceSmithdiscoveredthepressureresistanceeffectofsemi—conductormaterialin1954。thedevelopmentofpressuresensorofsemi—conductormaterialgotveryquickly．Whencomparedwiththeothermaterialofth

5、epressuresensor，thesemi—conductorpressuresensorhadsmallphysicalvolumeandweightbutbetteraccuracyandtemperaturecharacteristic，abovea11，themanufacturingprocessofsemi—conductorpressuresensorisconsistentwithIC，Thissatisfiedthedevelopmentofsemi—conductorpressuresensortoiea

6、dtothedirectionofintegra—tionandintelligence．Nowthemostgeneralsemi—conductorpressuresensoristhePNjunctiontypepressuresensorthatmadebydistributionprocess．MainadvantageofPNjunctiontypepressuresensoristhesimpleprocess，lowcost：butithasweakness：theelectric1eakageisbig，the

7、brokenvoltageislow．Thetemperaturethatitadapttoislow，andsufferthehightemperature：Easilysufferingtheradiationanddecayliquid：Can’tusedfortheACvoltage．Forthis，peoplecontinuouslystudyhowtoimproveorcancelthePNjunctiontype．TheSOItypepres—suresensoralSOstartfromheretodevelop

8、．Itmakeuseofthetechni—queofbondingandthewetmethoddecay，1ithographytoPtypeSiliconontheSi02，formrectangularresistance．Thiscanceledthe