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1、以年中国电子学会力敏专业论文集薄膜高温压力传感器,,,,,,,,,,杨银堂,,’小亮’王文襄,刘秀峨王麦’朱作云李跃进柴常春贾护军韩广西安电子科技大学微电子研究所,陕西西安宝鸡传感器研究所,陕西宝鸡引言高温压力传感器研制的主要目的是为了解决在高温环境下各种气体和液体的压力测童问,。、、、题它的应用十分广泛在民用方面可用于测量锅炉管道高温反应容器内的压力并下压力,、、和各种发动机腔体内的压力在军事上可用于喷气发动机坦克发动机舰船发动机的压力测、、、。量火箭导弹卫星等耐热腔体及表面各部分的压力测量,、、、目前对高温压力传感器的
2、研究主要包括一等半导体高温压力劝劝传,、。感器还有溅射合金薄膜高温压力传感器高温光纤压力传感器和高温电容压力传感器等其,。中由于所具有的优异特性使得高温压力传感器的工作性能远远超过其它传感器、、,。在高温抗辐照耐腐蚀等方面显示出明显的优越性具有良好的应用和发展前景本文主要高温压力传感器的发展现状和作者近年来在这方面所进行的研究工作。介绍材料的特性,,,是一族二元化合物半导体由碳原子和硅原子组成从结晶学来分析但其晶,,体结构具有同质异构体的特点即在相近的化学计量成分时具有各种不同的晶体结构分成立、、,、、。方密集结构六
3、角密排结构菱形结构这三种结构常用来表示常见的典型结构有、、、。、。一等与和金刚石的几种主要特性比较见表留肠、表与认金刚石材料特性的比较一!∀一一心目肠金刚石尹、八禁带宽度乃击穿电场热导率了二·饱和速度侧介电常数《熔点升华升华升华·电子迁移率即
4、兀旧一侧沉空穴迁移率的·侧〕—,,、、由表看出同材料相比具有宽带隙高击穿场强高热导率和高的电子饱和速,这些特性使、,度及良好的机械性能像在高温高功率和高频率电子器件中一样在制造压,力传感器中同样具有明显的优势另一方面它的化学稳定性和它的抗辐射能力使传感器能。,,在恶劣环境中工作同金刚石相比吸引人的特点在于它的热稳定性它既可以型掺,又可,。,杂以型掺杂并允许在其表面生长氧化层国外在器件方面已经有很多研究。近年来在单晶生最初由于单晶和外延薄膜制备困难以及难以进行工艺加工而进展迟缓长和薄膜制备上的
5、突破及刻蚀、掺杂、金属化等技术的发展,促使研究又成为热点并取得中国电子学会力敏专业论文集年巨大成功。压力传感器的结构和制作方法。单晶生长技术及高温压力传感器是随着对材料研究的不断深人而发展的,,外延掺杂等工艺的成熟压阻效应方面的研究促进了利用制作高温压力传感器的工。高温压力传感器主要有以下几种作一薄膜高温压力传感器,,。由于单晶衬底成本高加工难度大不利于压力传感器的程制作调节因此以硅微,。机械加工力学结构作为衬底以外延薄膜材料制作敏感元件是一种理想的选择闪锌矿,,,结构的一与硅单晶同属立
6、方晶系采用适当的工艺方法可以实现在硅上的外延生长一薄膜高温压力传感器。并进一步制备出一高温压力传感器关键工艺,一材料生长直接在硅衬底上外延生长薄膜时由于与之间存在着严、,一和界面上出现大童的失配断重的晶格失配热失配和结构失配会在。,层和堆积缺陷所以必须采用两步外延工艺即先用快速升温法从室温升至℃进行碳化,。处理然后在℃进行外延生长本文所采用的源气体为线风,。掺杂由于的结合强度高扩散工艺需要的温度太高而难以实现外延掺杂和离。,源气为子注人掺杂成为主要掺杂手
7、段本文采用的是外延同步掺杂和残、、,一的欧姆接触系统包括可金属化川等以根据导电类型及适用场合。,的不同而选择不同的系统本文对型采用一对型采用月,,一薄膜的刻蚀可刻蚀以采用反应离子刻蚀和等离子刻蚀等技术所使用的刻蚀气体为十民或本文采用等离子刻蚀技术取得了满意的结果,用封装本文采用专用的高温锡焊工艺和适合高温使用的密封胶材料侧密封和端密,。封相结合的方法取得了理想的效果,,一薄膜制备高温压力传感器具有工艺兼容工直接在衬底上外延生长成
