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多晶硅纳米薄膜牺牲层压力敏感结构设计 总被引:1,自引:0,他引:1
为使多晶硅纳米薄膜良好的压阻特性在MEMS(微机电系统)压阻传感器中得到有效应用,在设计牺牲层结构压力传感器芯片中探索性地采用了多晶硅纳米薄膜作为应变电阻,并给出这种传感器的设计方法。分析了牺牲层结构弹性膜片的应力分布对传感器灵敏度的影响,优化设计了量程为0~0.2 MPa多晶硅纳米膜压力传感器芯片的结构参数。有限元法仿真结果表明:在保证传感器灵敏度大于50 mV/(MPa.V)的前提下,零点温漂系数可小于1×10-3FS/℃;灵敏度温漂(无电路补偿)可小于1×10-3FS/℃.为高灵敏、低温漂、低成本的高温压力传感器集成化发展提供了一条可行途径。 相似文献
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多晶硅纳米薄膜具有优良的压阻特性,为提高其在传感器应用中的稳定性和可靠性,对这种薄膜的钝化层结构进行了研究.基于压力传感芯片的结构特点,建立了钝化层结构的有限元分析分析模型,给出了应力分布与SiO_2和Si_3N_4钝化层结构之间关系.结果表明:采用Si_3N_4-SiO_2-Si_3N_4复合钝化结构,适当控制各结构层厚度可有效降低热失配引起的内应力.从而给出了降低薄膜内应力的钝化方法,为多晶硅纳米薄膜在压阻式传感器上的应用提供了必要的技术支持. 相似文献
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(接上期) 6.3 薄膜式压力传感器薄膜(厚度在10~ (-6)~10~ (-10)m)压力传感器按材料的不同可分为多晶硅、多晶锗、微晶硅、非晶硅及其合金、金属薄膜等不同类型;这类传感器实际上就是采用薄膜工艺制成的薄膜压阻和电容式压力传感器。多晶硅、多晶锗传感器的种类较多,最基本的形式是利用LPCVD工艺,在SiO_2衬底上形成一层压阻电桥薄膜及其输出引线;有些用于高温测量场合的传感器用氧化层将多晶硅电阻与SiO_2膜片隔离,它可以工作在200℃条件下;哑铃型传感器已经用于衡器产品中。此外,近年SOI工艺制造的压力传感器、变送器也开… 相似文献
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基于MEMS压力传感器的研究 总被引:1,自引:0,他引:1
提出了一种新型高精度高温压力传感器,此压力传感器以硅片为弹性片,敏感材料为Ni-Cr合金,利用溅射合金薄膜压力敏感元件和先进的加工工艺技术制作而成。对溅射薄膜压力传感器弹性膜应变进行理论和三维有限元分析,再用先进的软件ANSYS模拟弹性膜片的应变分布,研究应变与膜的大小、厚度的关系。最后确定敏感电阻的最佳布置区域,提高了传感器的灵敏度。 相似文献
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通过脉冲压力发生装置产生脉冲压力,研究PVDF压电薄膜的动态特性.使用PVDF压电薄膜制作一种测试脉冲压力的传感器,借助标准压阻传感器,测得PVDF压力传感器的灵敏度,计算出灵敏度的不确定度,并将PVDF压力传感器的线性度与压电传感器和压阻传感器作出对比,发现PVDF压力传感器输出稳定.通过比较PVDF压力传感器和标准的压阻传感器输出信号在时域和频域上的相关参数,证实PVDF压电薄膜具备测试动态压力的能力. 相似文献
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《仪表技术与传感器》2019,(12)
将碳纳米管(CNT)加入环氧树脂(EP)中制备的复合材料具备压阻性能,其电阻大小和其应变成非线性关系。边界固支的CNT/EP复合材料薄膜承受面外方向压力时,其面内应变和压力之间的关系也为非线性。研究采用有限元法对薄膜受压情况进行分析,通过选择不同的薄膜形状,优化薄膜受压时的ε-p曲线,从而设计出CNT/EP复合材料薄膜压力传感器,并使该传感器的电阻和压力成线性关系。针对菱形、长方形、椭圆形、正方形和圆形等5种膜片中的理论预测和实验测试表明,菱形膜片的线性度更好。 相似文献
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石墨烯作为力敏膜片已被广泛应用于压力传感器中,但石墨烯压力传感器理论模型尚未完善,极大地制约了石墨烯压力传感器的设计及制作.石墨烯压力传感器压阻效应是外部压力引起石墨烯电阻变化的现象,外界压力作用于石墨烯压力传感器时,石墨烯产生应变从而使石墨烯能带结构发生改变,产生带隙,影响费米能级以及费米速度.利用密度泛函理论及第一... 相似文献
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耐高温压阻式压力传感器研究与进展 总被引:1,自引:0,他引:1
传统的硅扩散压阻式压力传感器用重掺杂4个P型硅应变电阻构成惠斯顿电桥的力敏检测模式,采用PN结隔离,高温压阻式压力传感器取消了PlN结隔离,与半导体集成电路平面工艺兼容,符合传感器的发展方向。根据力敏材料的分类,分别介绍了多晶硅中高温压力传感器、SiC高温压力传感器和单晶硅SOI(silicon on insulator)高温压力传感器的基本工作原理和国内外的发展现状,重点论述了BESOI(bonding and etch-backSOI)、SMARTCUT和SIMOX(separation by implanted oxygen)技术的SOI晶片加工工艺。以及由此晶片微机械加工成的芯片封装的高温微型压力传感器部分特性,对此领域的发展作了展望。 相似文献