基于MEMS工艺的SOI高温压力传感器设计.pdf

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1、乖O仓乖Vo1．28NO．9I-F怂投木竽报2015年9月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSSept．2015DesignofSO1HighTemperaturePressureSensorBasedonMEMSProcessLIDandan1'2,LIANGTing~,2,LISainan一．YAOZong1,2,XIONGJijun，(1．ScienceandTechnologyonElectronicTestandMeasurementLaboratory，NorthUn

2、iversityofChina，Taiynn030051，Chin口：2．KeyLaboratory0／s抒umentationScienceandDynamicMeasurement，MinistryofEducation，NorthUniversityofChin。，Taiyunn030051，Chin0)Abstract：Byusingtheprocessofdiffusion，etching，oxidation，sputteringinMEMS(microelectr0meehanica1svstemJp

3、rocess，theSO1hightemperaturepressuresensorchipisprepared，andthevacuumchamberisf_0mledbe．tweenthebackofsensorchipwiththeglassthroughtheelectrostaticbondingprocess，finallythesens0rchiDandtheperipheralequipmentisconnectedthroughthewirebondingprocess．Testthepacka

4、gedsensorchipunderhightemperaturewithhighpressure，thetestresultsshowsthatinthetemperaturerange21℃(atroomternperature)t0300℃，thesensorchipcanworknormallyinthepressurescale，thelinearitvofthesensorchipisdecreasedflr0m0．9985to0．9865，controlledinasmallrange．Theper

5、formancetestresultsunderhightemperaturepressureshowsthatthepressuresensorcanbeusedforpressuremeasurementin300harshenvironment，thestableperformanceunderhightemperaturehasprovidedreferencefbrthedevelopmentofpiezoresistivepressurechiD．Keywords：hightemperaturepre

6、ssuresensor；piezoresistance；sensitivemembrane；SOI(SilicononInsulat0r)；MEMS(MicroElectroMechanicalSystem)EEACC：7110；7230doi：10．39690．issn．1004-1699．2015．09．009基于MEMS工艺的SOI高温压力传感器设计李丹丹，梁庭，李赛男1,2，姚宗，熊继军，(1．中北大学电子测试技术重点实验室，太原030051：2．中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，太原03005

7、1)捅要：利用MEMS(微机电系统)工艺中的扩散，刻蚀，氧化，金属溅射等工艺制备出SOI高温压力敏感芯片，并通过静电键合工艺在SOI芯片背面和玻璃间形成真空参考腔，最后通过引线键合工艺完成敏感芯片与外部设备的电气连接。对封装的敏感芯片进行高温下的加压测试，高温压力测试结果表明，在21℃(常温)至300oC的温度范围内，传感器敏感芯片可在压力量程内正常工作，传感器敏感芯片的线性度从0．9985下降为0．9865，控制在较小的范围内。高温压力下的性能测试结果表明，该压力传感器可用于300℃恶劣环境下的压力测量，其高温

8、下的稳定性能为压阻式高温压力芯片的研制提供了参考。关键词：高温压力传感器；压阻；敏感薄膜；soI(绝缘体上硅)；MEMS(微机电系统)中图分类号：TN305．1文献标识码：A文章编号：1004—1699(2015)09—1315—06高温MEMS敏感器件由于可靠性高，在军事上力传感器具有更高的工作温度，比多晶硅高温压力广泛被采用⋯。硅压力传感器作为微型传感器中一传感器具有