През последните години сензорната технология на моята страна се развива бързо и полетата му за прилагане също се разширяват. Като най -зрял тип съвременна технология за измерване, нови технологии, нови материали и нови процеси непрекъснато се появяват в областта на сензорите за налягане.
Сензорът за налягане е устройство, използвано за откриване на сигнали за налягане и преобразуването им в електрически сигнали според определени правила. Той се използва широко в различни производствени, промишлени и аерокосмически полета. ° C) ще се провали, което води до повреда на измерване на налягането. Следователно сензорът за висока температура на налягане се превръща в много важна посока на изследване.
Класификация на сензори за налягане с висока температура
According to the different materials used, high-temperature pressure sensors can be divided into polysilicon (Poly-Si) high-temperature pressure sensors, SiC high-temperature pressure sensors, SOI (silicon on insulator) high-temperature pressure sensors, SOS (silicon on sapphire) silicon-sapphire pressure sensors, optical fiber High temperature pressure sensor and other different types.Judging from the current development situation, the research status and prospects на SOI високотемпературните сензори за налягане са много идеални. Следното въвежда главно сензора за налягане с висока температура на SOI.
SOI сензор за висока температура на налягане
Разработването на високотемпературни сензори за налягане на SOI разчита на възхода на SOI материали. SOI е силиций върху изолатора, което се отнася главно до полупроводниковия материал, образуван между слоя на субстрата на SI и слоя на горния слой SI с SiO2 като изолационен слой. силиций и подобрява надеждността на устройството. В допълнение, поради високотемпературните характеристики на слоя на устройството SOI, той се превръща в идеален материал за приготвяне на високотемпературни сензори за налягане.
Понастоящем сензорите за високотемпература на SOI са успешно развити в чужбина, а работната температура е -55 ~ 480 ° C; -55 ~ 500 ° C SOI високотемпературен сензор за налягане, разработен от Центъра за напреднали сензорни технологии на Goodrich; Сензорът за високотемпературно налягане на SOI, разработен от Френския институт LETI, също има работна температура над 400 ° C. Заповедните изследователски институции също активно провеждат изследвания на сензорите за високотемпературна налягане на SOI, като университета Xi'an Jiaotong, Tianjin University и Peking University. В допълнение, Институтът за изследвания на FATRI Future Advanced Technology в FATRI също извършва свързана изследователска работа и настоящият проект е влязъл в етапа на демонстрация.
Принцип на работа на сензора за високо температурно налягане на SOI
По принцип сензорът за висока температура на SOI използва главно пиезорезистивния ефект на единичния кристален силиций. Когато силата действа върху силиконовия кристал, решетката на кристала е деформирана, което от своя страна води до промяна в мобилността на носителя, което води до промяна в съпротивлението на силиконовия кристал. да се образува мост на пшеничния камък, както е показано на фигура 2 (а); На слоя на субстрата на SOI се оформя налягането, за да се образува чувствителна към налягането структура.
Фигура 2 (а) мост на пшеничния камък
Когато чувствителната към налягането структура е подложена на налягане на въздуха, съпротивлението на пиезорезистора се променя, което от своя страна води до промяна на изходното напрежение и стойността на налягането се измерва чрез връзката между стойността на изходното напрежение и стойността на съпротивлението на пиезорезистора.
Процес на производство на сензор за високо температурно налягане на SOI
Процесът на подготовка на SOI високотемпературен сензор за налягане включва множество MEMS процеси. Някои ключови стъпки са въведени накратко тук, за да се разбере процесът на сензора, като главно включително пиезорезисторен подготовка, подготовка на метални олово, подготовка на филми, чувствителни към налягането и опаковане на камерата на под налягане.
Ключът към приготвянето на вастори се крие в контрола на концентрацията на допинг и оптимизирането на последващия процес на формоване на офорт; Металният оловен слой главно служи като връзка на моста на пшеничния камък; Подготовката на филма, чувствителен към налягането, разчита главно на процеса на дълбока силиконова ецване; Опаковката на кухината обикновено варира в зависимост от прилагането на сензора за налягане,
Тъй като настоящите комерсиализирани сензори за високотемпературно налягане не могат да отговарят на изискванията за измерване на налягането на специални сурови среди, като високотемпературни маслени кладенци и аеро-двигатели, бъдещите изследвания на сензорите за високотемпературна налягане стават неизбежни. Бъдещите изследвания на SOI високотемпературните сензори за налягане трябва да се съсредоточат върху решаването на дългосрочната стабилност и проблемите на самогрона на сензорите във високотемпературни сурови среди и подобряване на точността на сензорите за налягане. аспект.
Разбира се, появата на интелигентната ера също изисква SOI високотемпературни сензори за налягане, комбинирани с други мултидисциплинарни технологии, за да се предоставят по-интелигентни функции като самокомпенсация, самолибриране и съхранение на информация на сензора, така че по-добре да изпълни мисията на сензорния комплекс високотемпературен натиск от околната среда. .
Време за публикация: февруари-13-2023