Az utóbbi években az én országom érzékelő -technológiája gyorsan fejlődik, és alkalmazási területei szintén bővülnek. Mint a modern mérési technológia legérettebb típusa, az új technológiák, az új anyagok és az új folyamatok folyamatosan megjelennek a nyomásérzékelők területén.
A nyomásérzékelő egy olyan eszköz, amelyet a nyomásjelek észlelésére és az egyes szabályok szerint elektromos jelekké alakítanak. Széles körben használják a különféle termelési, ipari és repülőgéppályákon. Az alkalmazási mezők felosztásával, a nyomásmérés magas hőmérsékleten és kemény környezetben, például a magas hőmérsékletű olajkútok és a különböző motoros üregek egyre fontosabbá válnak, míg a szokásos nyomásérzékelőknél felhasznált anyagok meghaladják a bizonyos hőmérsékletet (például a diffúziós szilikonnyomás-érzékelők működési hőmérséklete alacsonyabb, mint 120 ° C). ° C) meghibásodni fog, ami nyomásmérési meghibásodást eredményez. Ezért a magas hőmérsékletű nyomásérzékelő nagyon fontos kutatási iránygá válik.
A magas hőmérsékletű nyomásérzékelők osztályozása
Az alkalmazott különféle anyagok szerint a magas hőmérsékletű nyomásérzékelőket poliszilikonra (poli-Si) magas hőmérsékletű nyomásérzékelőkre, SIC magas hőmérsékletű nyomásérzékelőkre, SOI (szilícium-szigetelő) magas hőmérsékleti nyomásérzékelőkre, SOS-ra (szilíciumon a zafír) szilícium-sapphire nyomásérzékelőkre, az optikai szálas nyomásérzékelőkre és más típusú), az áramfejlesztési helyzetről, az optikai szálas nyomásérzékelők és más típusú típusú. A SOI magas hőmérsékletű nyomásérzékelők nagyon ideálisak. Az alábbiakban elsősorban a SOI magas hőmérsékletű nyomásérzékelőt vezetik be.
SOI magas hőmérsékletű nyomásérzékelő
A SOI magas hőmérsékletű nyomásérzékelők kifejlesztése elsősorban a SOI anyagok emelkedésére támaszkodik. SOI szilícium a szigetelőn, amely elsősorban az Si szubsztrátréteg és az Si felső rétegű eszközréteg között képződött félvezető anyagra utal, mint az SiO2-rel, mint a szigetelő réteg. A tömeges szilárd anyagok és az alsó réteg rétege, az eliminumok, az eliminumok, az eliminumok, az eliminumok, az eliminumok, az eliminumok, az eliminumok, az eliminumok, az eliminumok, az eliminumok, az eliminumok, a Soi Silic of Gadic Silic, és az eszközből. Összefoglalva, az SOI eszköz rétegének magas hőmérsékleti jellemzői miatt ideális anyagmá válik a magas hőmérsékletű nyomásérzékelők előkészítéséhez.
Jelenleg a SOI magas hőmérsékletű nyomásérzékelőket sikeresen fejlesztették ki külföldön, és a munkahőmérséklet -55 ~ 480 ° C; a -55 ~ 500 ° C -os SOI magas hőmérsékletű nyomásérzékelő, amelyet az Egyesült Államokban a Goodrich Advanced Sensor Technology Center fejlesztett ki; A Francia Leti Intézet által kifejlesztett SOI, magas hőmérsékletű nyomásérzékelőnek szintén több mint 400 ° -os munkaköri hőmérséklete. A Domideal Research Institutions aktívan végez kutatást a SOI magas hőmérsékletű nyomásérzékelőkről, például a Xi'an Jiaotong Egyetemen, a Tianjin Egyetemen és a Peking Egyetemen. Ezenkívül a Fatri Fatri Futti Technology Research Institute szintén kapcsolódó kutatási munkát végez, és a jelenlegi projekt belépett a demonstrációs szakaszba.
A SOI magas hőmérsékletű nyomásérzékelő működési elve
Alapvetően a SOI magas hőmérsékletű nyomásérzékelő elsősorban az egykristályos szilícium piezorsisterive hatását használja fel. Ha az erő hat a szilícium kristályra, a kristály rácsja deformálódik, ami viszont a hordozók mozgékonyságának megváltoztatásához vezet, és az o -specifikus iránymutatásban az o -specifikus irányba tartozik, az o -soin -to -to -t, az o -specifikus irányba, az o -specifikus irányba, az o -specifikus irányba. formáljon egy Wheatstone -hídot a 2. ábra (a) ábra szerint; A nyomásérzékeny struktúrát kialakítják a nyomás -hátsó üreget a SOI szubsztrátrétegre.
2. ábra (a) Wheatstone -híd
Amikor a nyomásérzékeny szerkezetet légnyomásnak vetik alá, akkor a piezorsistor ellenállása megváltozik, ami viszont a kimeneti feszültség VOUT-t megváltozik, és a nyomásértéket a kimeneti feszültség értéke és a piezorsistor ellenállási értéke közötti kapcsolaton keresztül mérjük.
SOI magas hőmérsékletű nyomásérzékelő gyártási folyamata
A SOI magas hőmérsékletű nyomásérzékelő előkészítési folyamata több MEMS folyamatot foglal magában. Néhány kulcsfontosságú lépést röviden bevezetünk itt az érzékelő folyamatának megértése érdekében, elsősorban a piezorsistor előkészítést, a fém ólom előkészítését, a nyomásérzékeny filmkészítést és a nyomáskamra csomagolást.
A varisztorok előkészítésének kulcsa a doppingkoncentráció szabályozásában és a későbbi maratási folyamat optimalizálásában rejlik; A fém ólomréteg elsősorban a Wheatstone -híd csatlakoztatásaként szolgál; A nyomásérzékeny film előkészítése elsősorban a mély szilícium maratási folyamatra támaszkodik; Az üreg csomagolása általában a nyomásérzékelő alkalmazásától függően változik,
Mivel a jelenlegi forgalomba hozatali, magas hőmérsékleti nyomásérzékelők nem felelnek meg jól a speciális durva környezetek, például a magas hőmérsékletű olajkút és az aero-motorok nyomásmérési követelményeinek, a magas hőmérsékletű nyomásérzékelők jövőbeli kutatása elkerülhetetlenné vált. A speciális szerkezet és a magas hőmérséklet-jellemzők, az SOI anyagok ideális anyagokká válnak a magas hőmérsékleti nyomásérzékelőkhöz. A SOI magas hőmérsékletű nyomásérzékelőkkel kapcsolatos jövőbeli kutatásoknak az érzékelők hosszú távú stabilitási és önmelegítő problémáinak megoldására kell összpontosítaniuk a magas hőmérsékletű kemény környezetben, és javítják a nyomásérzékelők pontosságát. vonatkozás.
Természetesen az intelligens korszak megjelenése megköveteli a SOI magas hőmérsékletű nyomásérzékelőket más multidiszciplináris technológiákkal kombinálva, hogy intelligensebb funkciókat, például az önkompenzációt, az ön kalibrációt és az információk tárolását az érzékelő számára biztosítsák, hogy jobban teljesítsük a komplex, magas hőmérséklet-környezeti nyomás érzékelésének küldetését. -
A postai idő: február 13-2023