欧宝体育娱乐平台:压力传感器的过载维持实行

　　雷达式液位计

　　本文行使有限元法，对仙逝层布局压阻式弹性膜片的应力散布实行了静态线性理解和非线性接触理解。通过这两种理解伎俩的维系，正确的模仿出的应力散布。正在此本原上给出了的一种布局安排伎俩，从而可使这种才智提升180% ～ 220%。

　　时，大凡采用凸台等伎俩完成，酿成伎俩有背部刻蚀身手、硅直接键合( SDB) 身手、玻璃刻蚀身手等。然而这些布局的腔体尺寸较大，进一步提升聪敏度受到局限，并且低重了硅片行使率，推广了创设工艺的庞美丽，提升了坐蓐本钱。目前幼量程、高聪敏压力传感器的探究热门纠集正在仙逝层布局压力传感器，这重如果由于仙逝层布局压力传感器弹性膜片很薄，厚度可做到2 μm，乃至更薄。正在如许薄的布局上，即使采用扩散硅或多晶硅薄膜行为仙逝层布局压力传感器的应变电阻，其厚度相对较大，对弹性膜片应力散布影响很大，倒霉于仙逝层布局压力传感器的功能优化，因而采用多晶硅纳米薄膜造造应变电阻更能发扬仙逝层身手的所长。

　　平常压力传感器的应变电阻是正在单晶硅片上扩散或注入杂质的体例完成，为了改良温度性情，厥后也采用了多晶硅薄膜，但泛泛多晶硅薄膜的应变因子较幼，倒霉于提升聪敏度。最新探究结果讲明，多晶硅纳米薄膜拥有明显的地道压阻效应，发挥出比常例多晶硅薄膜更优异的压阻性情，重掺杂条目下其应变因子仍可到达34，拥有负应变因子温度系数，数值幼于1 × 10 - 3 /℃，电阻温度系数可幼于2 × 10 - 4 /℃。因而，正在仙逝层布局压力传感器上，采用多晶硅纳米薄膜作应变电阻，可能提升聪敏度，放大事情温度鸿沟，低重温度漂移。然而，仙逝层布局绝顶薄，怎么提升传感器的过载才智显得尤为紧张。对此，本文正在保障传感器满量程鸿沟内线性反映的条件下，调度仙逝层厚度，通过弹性膜片与衬底的相宜接触来有用提升传感器的过载才智。

　　仙逝层布局压力传感器是指弹性膜片行使仙逝层身手造造而成的压力传感器，布局示企图如图1所示，此中AB( AB) 为膜片宽度a，AA( BB) 为膜片长度b，H1为膜片厚度，H2为仙逝层厚度。

　　正在表表微加工中，由淀积到衬底和仙逝层上的薄膜行为布局层，对细幼布局的尺寸更易掌管，器件的尺寸得以减幼。然而，这些布局层的机器功能高度依赖于淀积和随后的加工历程，相对低的淀积速度固然局限了所造造器件的厚度，然则因为布局层厚度低，因此能造造出量程更幼、聪敏度更高的压力传感器。

　　本文以量程0.1 MPa 的仙逝层布局压力传感器为例，安排出电压源E =5 V 时，满量程输出为60 mV的压力芯片。为了餍足聪敏度的安排央求，变转动性膜片的宽度、长度、厚度和仙逝层厚度对应力散布实行模仿仿真( 模仿仿真时多晶硅杨氏模量EX = 1.7 ×1011 N/m2，泊松比PRXY =0.24，多晶硅纳米薄膜应变因子G =30) ，颠末优化后，取得餍足安排央求的弹性膜片尺寸: 长度a = 300 μm、宽度b = 150 μm、膜片厚度H1 =3 μm、仙逝层厚度H2 =3.5 μm。

　　针对所安排的压力传感器芯片，实行了投片尝试，其重要工艺措施如下: ①正在硅衬底上，采用PECVD 伎俩淀积一层二氧化硅行为仙逝层; ②采用PECVD 伎俩淀积一层二氧化硅，颠末光刻酿成侵蚀通道;③正在仙逝层上采用LPCVD 伎俩淀积一层多晶硅行为布局层，颠末光刻酿成侵蚀孔; ④用氢氟酸溶液开释仙逝层，再采用LPCVD 伎俩淀积一层多晶硅，从而使腔体密封; ⑤热氧化一层二氧化硅行为绝缘层，正在其上采用LPCVD 伎俩淀积多晶硅纳米薄膜行为电阻层;⑥采用PECVD 伎俩淀积一层二氧化硅行为钝化层，并行使离子注入伎俩对电阻层实行部分掺杂，酿成应变电阻; ⑦行使光刻身手对钝化层实行光刻，从而酿成引线孔。最终，蒸铝酿成金属布线。