溅射薄膜压力传感器规范

溅射薄膜压力传感器规范

薄膜压力传感器的工作原理是利用溅射工艺将半导体材料(包括金属和非金属)的薄膜材料表面沉积到半导体上。在该工艺中,薄膜材料表面的薄膜沉积层被晶圆或晶片中的衬底部分所取代;在衬底部分中,薄膜材料被电化学刻蚀以提高应力分布强度;金属薄膜层还可以被电沉积来获得不同厚度的陶瓷膜来增强其压力特性。在半导体制造工艺中,陶瓷薄膜层的主要功能是作为压力传感器的原材料。它是半导体材料经过加工后形成的衬底材料。主要由硅基和非晶基板组成。作为材料中的一部分,这些衬底可以直接被金属薄膜覆盖以增强器件温度特性。

溅射薄膜压力传感器规范

1.结构

薄膜压力传感器的基本结构分为:金属陶瓷薄膜层、衬底薄膜层、电池/电源控制和集成薄膜层。作为压力传感器中所用半导体衬底、金属薄膜和电池的核心部件,其设计和制造是对技术和工艺水平的一个重大考验,对技术、生产质量和良率都有较高要求。根据不同功能和技术要求,薄膜压力传感器结构主要包括金属陶瓷膜(MOS)结构、金属陶瓷和电池/电源控制结构以及集成膜结构、集成芯片结构和集成器件结构等方面,如图1所示。其中铜和银作为电池核心部件(如:电池或电源)时,其核心部件是锂离子电池;镍和铬等作为电池核心部件后,其核心部件是镍镉电池和金属制动片;而在集成或设计上,其主要组件又包括开关元件、天线元件和薄膜封装等方面;还可以通过将铜线或镍线焊接构成单片(如:电路板)来完成集成与设计。目前最常用的薄膜压力传感器是 GaN系列传感器,因为其成本低廉、易集成和可定制等特点赢得了众多应用领域对此类传感器更高性能和使用价值的青睐。

2.分类

薄膜压力传感器根据压力来源可分为压敏器件和压敏元件两大类。压敏器件是指将压力信号通过薄膜表面或陶瓷层传导到被测对象处的方式。压敏器件通过薄膜材料与被测对象之间产生电阻并产生压强,被测对象则通过陶瓷层与薄膜材料之间产生压差来实现信号传导,这种反馈与被测对象的具体情况密切相关,因此被测对象不同,反馈也会不同,比如对于某些介质,压敏器件会产生相对较大扭矩和较高电阻值;而对于大多数介质,压敏器件则会产生相对较小扭矩和较低电阻值.薄膜压力传感器适用于不同压力范围和应用场合的需求是不同和多变的,而且不同种类传感器中所生产方法及工艺都不一样,因此可以按应用领域分类如下:在气体领域中:气体压力传感器是通过气体压力信号为气体流动提供信号来实现对气体压力的传感器;气体压力传感器是通过气体流动提供压力信号以实现对气体压力的传感器;气体压力传感器是将气体转化为电信号并发送给系统软件以实现对气体压力的传感器;气体压力传感器是通过气体压力信号并发送给被测物压力信号.气体压力传感器能够实现气体流量,并且具有较低电荷损耗;气体压敏元件可以为气体量子线传输信号而不需要电流信号;气体压力传感器可以提供稳定的压力信号同时还具有良好的环境适应性。薄膜压力传感器系统软件是与实际应用程序紧密结合的设备,其可用于各种不同领域。

3.测量方法与测量环境

在环境温度为-40℃,相对湿度为85%的情况下进行测量。测量时的温度必须保持在-20℃至+80℃之间。对温度不敏感的薄膜压力传感器应使用热电偶或直接用热电偶进行测量。热敏电阻会对薄膜压力传感器的测量精度造成影响。在测量环境时,应保证周围环境是干净和无水状态的。对于水蒸气,如果温度过高,就必须加热。对于某些测试液体时,需要提供保护气体以防止液体从传感器内部泄漏。这些测试液体通常都有不同程度的酸性,因此最好使用化学试剂在测试过程中保存并保持在良好的环境温度。