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硅膜传感器的研制

2019-01-05 点击量:201
硅膜传感器的研制 在实践应用中占据着举足轻重的地位lcjyg.com,它的应用领域有:环境的监测、气候的分析、气象的预报、工业的生产以及航天和航空等等,在这些领域里,它的应用是十分广泛的。传统的传感器通常是机械式的,体积相对来说比较大,这样对集成化和微型化有很多的不利。如果使用MEMS技术之后,上面所说的缺点就可以得以解决,而且可以使它的性能变得更加的好,还可以使成本大大地降低。现在使用了MEMS技术之后得到广泛应用的传感器一般分为和压阻式两类。
传感器的温漂比较小,精密度很好,芯片的结构具有很好的鲁棒性,但是它的线性度比较差,而且很容易受到寄生电容的有关影响。而压阻式传感器跟它相比,温漂就比较大、精密度比较低以及一致性比较差,但是它的线性度却是很好的。现在的MEMS传感器一般使用在过压的测量当中,而用在气象的测量当中就比较少,而且它的价格不菲。因此,现在经过很多专家的研究,研制出了一种微型电容气象传感器,它成本低而且性能很高。制作它的整个过程工艺比较简单而且符合标准,薄膜材料就选取了单晶硅,这是使用了接触式的结构,而且根据阳极键合组成了腔,而硅薄膜就是由深刻蚀和氢氧化钾各向异性腐蚀组成的。经过试验之后,发现这种传感器很适合应用在气象的测量当中。
传感器的工作原理是:当受到外界的时候,电容的极板间的距离以及极板的面积就会发生变化,电容因此也会发生改变。当所受到的渐渐变大的时候,电容极板之间的距离就会变小,电容就会变大,这个时候,非接触式电容决定了电容的大小。如果电容的两极板互相接触的时候,那么这个时候,接触电容就决定了变压器厂家电容值。
传感器最核心的元件是敏感薄膜,传感器的性能就是由它的厚度、尺寸大小以及材料决定的。现在敏感薄膜使用的材料一般都是单晶硅、Si3N4以及重掺杂p型硅等等。而这些材料都有各自的优点和缺点,它的选取跟具体的工艺和目标的要求有密切的关系。为了可以简化工艺,这种传感器就选取了硅膜,因为硅膜适合阳极键合组成空腔、机械性能很好,而且它不对晶格造成破坏。硅膜机械性能好这个特点,加上使用接触式的相关结构,再通过一些比较简单而且标准的工艺就可以制造传感器的样片。对它进行大量的测试以及大量数据的分析后,结果证明这种传感器很适合测量气象。虽然对它的研制在一定程度上有一定的成就,但是更多的问题还在后边等着专家去研究。为了提高传感器的测量的精密度,怎么样改进工艺的制造和结构的设计,这个是研究工作中正在努力的方向。


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