【摘 要】
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高温压力传感器是指在高于125℃环境下能正常工作的压力传感器。在众多压力传感器中,高温压力传感器因其特殊的高温应用环境而日益受到人们的重视,典型应用于石油,化工,冶金,航空航天等领域。论文介绍了多种高温压力传感器的现状,对它们的基本结构、工作原理、特点进行了论述。系统论述和研究了多晶硅压力传感器的原理和设计。多晶硅压力传感器在氮化铝层上淀积多晶硅膜,既利用了硅优良的机械特性,又保证了力敏电阻与衬底
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高温压力传感器是指在高于125℃环境下能正常工作的压力传感器。在众多压力传感器中,高温压力传感器因其特殊的高温应用环境而日益受到人们的重视,典型应用于石油,化工,冶金,航空航天等领域。
论文介绍了多种高温压力传感器的现状,对它们的基本结构、工作原理、特点进行了论述。系统论述和研究了多晶硅压力传感器的原理和设计。多晶硅压力传感器在氮化铝层上淀积多晶硅膜,既利用了硅优良的机械特性,又保证了力敏电阻与衬底间良好的绝缘性,大大提高了器件的温度特性。多晶硅压力传感器工作温度可超过300℃,制作工艺简单,与集成电路工艺兼容,成本低,适于批量生产。
论文利用有限元分析方法,借助MARC 软件,模拟了传感器承压弹性膜的应力场分布,确定了多晶硅力敏电阻条的位置和排列方式。然后在理论分析的基础上,介绍了每个参数的设计过程,对此传感器芯片的膜片尺寸、电阻条和版图进行了设计。采用半导体平面工艺制作压力传感器的芯片,芯片采用各向异性腐蚀工艺进行加工。在硅杯背面制备过渡层,然后用低温玻璃焊料将芯片与陶瓷基座封装在一起,制成耐高温压力传感器。
多晶硅-AlN 薄膜结构的压力传感器制作工艺与传统的CMOS 制作工艺兼容,易于实现集成化,所以这是一种性能理想的高温压力传感器。
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