文章

溅射薄膜压力传感器的英文术语

溅射薄膜压力传感器英文: sensor security (薄膜压力),用于测试薄膜压力表的灵敏度,可以测量压力值和温度之间的关系。这是一种无源压力传感器。此传感器利用半导体材料的压敏特性,可对压敏电压进行检测。在电子行业中,半导体工艺生产过程中,为实现电子电路质量要求,在硅芯片上通常会使用多层膜作为导体材料。这一方法主要用于改善半导体工艺条件以及提供所需的电荷泵和压力源。而对于半导体工艺条件要求较为苛刻的工业应用来说,通过薄膜压力传感器技术可以达到更好的控制、检测精度及可靠性等性能。

溅射薄膜压力传感器

1.半导体多层膜压力传感器

在硅片上使用一种多层膜作为导体材料,其在表面形成了多层膜,薄膜层之间相互连通。该器件可以通过两个不同的硅片来探测薄膜压力,而这种多层膜的传感特性,是将传感器的压敏特性与传感单元所处的温度相结合并实现传感的。其中,温度越高,多层膜承受能力越强;而当温度降低时多层膜则会丧失该能力。通过对多层膜的不同材质之间施加一定的电阻率就可以使其传感单元获得相应的输出信号。这种多层膜不仅可以检测压力信号进而实现传感器的结构设计,还可以将传感器内部电路和所需压力信号结合起来进行放大、测量等操作。同时与传统的压敏电阻式薄膜压力表相比,具有较大的测量范围和较高的可靠性。而在汽车、医疗器械等领域应用中,对传感器内部控制能力要求较高的工业领域进行更好控制也成为可能之一。

2.利用薄膜压力特性进行检测

薄膜压力传感器的一个典型应用是在半导体工艺中对晶圆进行快速组装。通过测试薄膜气压效应和温度效应,可以得到压力值与温度关系。其中,薄膜压力效应包括热压效应、热传导型和热失配等。而温度效应包括温度梯度、低电阻等;热传导型包括温度梯度和低电阻、高电阻;热失配可将电阻和低电压分别储存在两个存储芯片上。温度效应包括热应力效应、热膨胀和热失配等。

3.测量精度高、抗电压冲击能力强、操作简单,可以广泛应用于各类电子电路检测系统。

溅射薄膜压力传感器技术属于近年来新兴技术,其工作原理主要是利用半导体材料的物理特性对压力进行检测。由于其结构设计的特殊性,它还可以对温度进行调节。在这个过程中,半导体金属材料作为传感器主体,能最大限度地利用自身金属材料的压敏特性和半导体物理特性。其在测量过程中不需要使用电荷泵,从而减少了能源浪费、提高了工作效率、减轻了操作人员的劳动强度等益处。随着半导体工艺越来越精细,压敏电阻会对芯片有更高要求,因此此方法主要用于改善集成电路技术条件并提供所需电荷泵和压力源。

溅射薄膜压力传感器

金属溅射薄膜压力传感器结构与工作原理

半导体材料是继金属材料之后的又一种主要的半导体工艺材料,它是在高温高压条件下通过电极离子溅射(CVD)方式形成薄膜表面,从而在硅晶圆上形成电沉积层而制成的。由于电池组本身可以承受来自各方向的压力,因此溅射薄膜压力传感器在制造中被广泛应用于汽车、医疗电子、航空航天和国防等领域。本文主要介绍了溅射薄膜压力传感器原理、结构及应用场景。首先简单介绍一下电池组结构与工作原理:溅射离子产生的电场,能使晶体表面张力增加,从而使导电,利用这一原理可以制备出导电电压(V)传感器。

金属溅射薄膜压力传感器

一、结构与工作原理

在半导体元器件中,一般分为:

  • ①单晶硅:在晶片上沉积一层具有电荷的金属化合物,金属离子通过电场沉积在晶片上后,在其上形成缺陷区;
  • ②磷化铟(InP):在氧化物上形成导电氧化物层;
  • ③砷化镓(GaAs):利用其晶粒表面电场对电子进行选择性控制和收集电信号;
  • ④铟(InP):作为化合物中电子的主要成分之一;
  • ⑤铜(Si):铜线和导电铜线结合形成铜线,对电荷进行分离。

二、主要工作单元及测量原理

为了使金属溅射薄膜压力传感器工作更稳定,采用 CVD法形成薄膜表面,将 CVD电场涂覆在薄膜上,然后与薄膜和电极之间以较小的电流通过,从而实现了金属(IB)层的剥离。这种方法需要有足够强大的电流来将薄膜的压力提高10-100倍左右。其测量原理为:采用 IB层电压传感器在 IB层膜上刻蚀一小洞,然后利用两个电阻率值相减形成一个电路。由于电阻是由两个电流和电容产生所需的电势从而完成工作。

三、主要性能参数

电压: V,它是将被测物体对金属离子的电吸附特性与压力相互作用的结果。是影响感测电流密度的一个重要因素。电流密度大,则输出电压也大。电压的稳定性与电极质量有很大关系。

四、应用场景

  • 1、汽车:用于车身骨架、车身防撞条、安全带等部件;
  • 2、医疗:用于皮肤压力的检测;
  • 3、航空航天:用于航空航天设备的安全保护;
  • 4、国防:用于航空航天设备和武器上固定装备等领域。
溅射薄膜压力传感器

溅射薄膜压力传感器芯体特点

由于薄膜压力传感器芯体压力特性的研究主要集中在表面工程领域,因此,对于基于表面工程陶瓷等材料的压力传感器而言,其制造过程中可能会出现各种问题,从而导致压力传感器的性能和可靠性出现异常,需要解决以上问题并采用先进技术以确保其性能满足工业需求。因此,溅射薄膜压力传感器芯体中采用最先进的技术以保证其性能满足工业需求已经成为一种趋势。而溅射薄膜压力传感器芯体是由半导体材料溅射后形成微孔结构的薄膜层构成。作为传感器芯体内部由一层薄膜组成(如金属氧化物)并形成微孔结构,微孔结构既保证了内部压力传递、信号吸收等功能,又能同时提供与压力有关的内部电场信息和压电效应(力效应)。

溅射薄膜压力传感器

1、传统的压力传感器是通过机械方法将半导体材料切割成薄膜,通过机械方法加工获得一定的机械强度和材料组成的薄膜结构,当半导体被加工成所需压力的形状之后,就需要通过压力传感器来测量相应的压力。

传统的压力传感器采用电阻式或者半导体方式,通过测量压力的变化来判断压力变化。这种类型的压力传感器成本较高,且使用时需要使用专门的仪器对压力进行测量。在工业领域,如果不对半导体材料进行切割和表面处理,则很难获得与之相适应的温度和压力信号。同时由于半导体的薄膜压力是基于表面工程而成,所以其成本较高,且在工业领域有一定的局限性。为了降低成本和提高性能,降低材料厚度和尺寸难度是一种重要的选择因素。

2、由于薄膜压力传感器本身具有较高的抗高温性和抗压性特征,因此可以利用其具有良好的耐热、耐酸碱性、抗氧化氢腐蚀以及热导率较低等特点来满足工业应用对传感器件材料等方面要求。

目前,溅射薄膜压力传感器在工业领域主要应用于汽车行业、生物医疗领域等方面。比如,由于金属氧化物薄膜层材料本身具有良好的抗高温性,因此可以利用金属氧化物薄膜层作为原材料,采用表面处理工艺制成厚度为0.2~0.5 mm的金属氧化物膜,这样就使得溅射后陶瓷薄膜中压力分布较为均匀。通过进一步分析可以发现在溅射过程中还可以获得与半导体材料相匹配的微结构。这种方法对于基于陶瓷薄膜的压力传感器而言既实现了传感器在高温下的工作条件,又有效降低了器件成本。对于生物医疗领域而言,由于其自身具有较高的抗压性特点,因此通过采用微孔结构从而使压力传感器既能够实现抗高温(高于400℃)、抗酸性以及抗氧化腐蚀性等多种性能要求。并且还可以利用这些特点实现对各种金属氧化物膜层材料进行制备。

3、目前,薄膜压力传感器芯体结构中采用先进技术处理芯片加工成相应膜层,以保证芯体内部结构能达到一个与芯片温度相匹配而具有高稳定性和良好传感特性。

目前,国内有一种特殊的薄膜压力传感器芯体采用加工成膜层,而这种处理芯片可以根据需要对芯体内部进行不同的加工来形成不同膜层来满足传感要求。在溅射之后的金属氧化物膜的表面经过一层超薄的半导体薄膜与基体之间形成了微电流通道,通过这种通道可以提供压电效应。目前,国内一些高校已经研制出了多种适合工业应用需要的薄膜压力传感器芯体结构并进行了实验研究,如图3所示是溅射薄膜压力传感器芯体内部结构示意图。研究表明:溅射后微孔结构由半导体材料薄膜形成膜层构成,为保证膜层所承受的压力性能可达到合适大小而进行一定几何尺寸的切割处理(图4)。

4、由于在高速运行环境下工作,会产生较大的热冲击和热冲击损耗等问题,因此需要采用合适的冷却方法实现温度控制。

针对此问题,许多研究人员已经在薄膜压力传感器芯体内部的高速工作环境下开发了一种水冷系统,以确保其在高速运行时不会产生较大的热冲击和热损耗且可以在较短时间内完成整个压力检测过程。水冷系统不仅可以实现对高速运行环境下半导体材料的快速冷却(可在温度约500℃时对半导体材料进行快速冷却);同时也可以达到对温度约200℃时半导体材料迅速降温的目的,从而实现对温度约200℃时半导体材料快速冷却的目的。而水冷却系统的优点在于无需采用外部冷却器、设备简单以及成本低等特点,因此可广泛应用于半导体材料等对温度进行快速冷却的领域中。而作为标准部件之一,该系统可供测试和使用(例如:测量信号和测试信号之间有明确的相位差异,如信号与被测信号之间以较高相位差相匹配),以更好地体现测试精度和检测时间间隔内任意时刻被测目标物体、任何压力源及任何测量角度下物相变化。同时该系统可提供多种测试应用方案和设备选择,可满足不同领域中不同类型应用所需的测试需求。

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。

溅射薄膜压力传感器

溅射薄膜压力传感器是什么

【摘要】对于薄膜压力传感器来说,其结构非常重要。薄膜压力传感器可以将传感器内部的应力变化转变为外部压力变化。压力传感器是在一个复杂的多层材料体系中实现的,包括多种材料。不同材料之间的应力变化通常会导致传感器内部不同的结构变化。随着对薄膜压力传感器性能的不断了解,对薄膜压力传感器的研究变得越来越重要。本文通过介绍薄膜压力传感器的结构和特点以及其在工业和民用中的应用,以帮助了解薄膜压力传感器具有哪些潜在用途。

溅射薄膜压力传感器

1、概述

薄膜压力传感器在汽车、建筑、军事和航空航天等领域都有广泛应用。薄膜压力传感器作为一个复杂的系统,包括由若干不同类型的材料制成的薄膜压力传感器,如硅材料、氧化铝、玻璃、银、镍、锌、镁、铝、铜、钴和锌氧化物等。不同薄膜材料组合可能产生不同的性能。薄膜压力传感器通常由几层不同的材料构成:硅材料是最常用的材料,氧化铝适用于制造高性能复合材料;铜则用于制造低电阻器件;锌适用于制造太阳能电池片或电池;而银通常用于制造工业用薄膜或电子元器件。不同类型的薄膜气压传感器具有不同的性能:在汽车上主要用于检测车身底部和汽车底盘上各区域所受外力;在建筑中主要用于检测墙身变形情况;在军事上主要用于检测导弹发射所产生的弹道变形;在航空航天领域可以用来检测飞机内部所受飞机震动导致机翼变形、雷达天线扫描以及其他方面。

2、薄膜压力传感器的特点和应用

薄膜压力传感器是由复杂多层材料体系构成的,包括多种纳米级结构,这些纳米级结构可以承受超过一定的压力变化。这些器件能够产生足够大的压力,而与其它类型的压力传感器相比,它们具有更好的灵敏度和更低的热功耗。在工业领域,薄膜压力传感器与传统传感器相比具有许多优点和应用。薄膜压力传感器被广泛应用于电子、计算机、生物医学设备等领域。由于多层金属/陶瓷结构具有优异的耐压特性和化学稳定性(图1),特别是当金属与陶瓷基体之间存在较高密度时。可以将这些多孔陶瓷材料用于敏感器件,从而提供准确的压强、温度响应以及温度场对温度相关性质的影响(图2)。此外,薄膜压力传感器还用于医疗设备、工业设备以及农业中;与其他形式的压力传感器相比,所需要检测到的范围更宽,能够检测多达20种不同压力、电流和加速度时出现偏差而不会引起任何严重后果这一现象是非常罕见的。

3、结论

在压力传感器方面,溅射薄膜压力传感器具有独特的优点,例如无机械应力、高动态范围和耐环境应力等。随着不断发展,随着传感器在各种应用领域的不断发展,以及对新技术和新材料的不断探索,对其性能实现了不断提升。在薄膜施加应力时,在没有机械或热应力发生基础上会导致应力不平衡改变。因此,研究人员需要对这些影响进行深入研究并设计出一种能够提高测量精度和稳定性的新型薄膜压力传感技术。而这些新技术也是未来需要关注和重点发展的领域之一。

溅射薄膜压力传感器厂家

溅射薄膜压力传感器的原理

压力传感器的工作原理:在一块金属薄膜上施加一定程度的压强。在薄膜的表面上施加一定的压力,当该厚度在某种意义上或其他类似方法下能在同一时刻达到临界作用时,其内部产生瞬时反应。当这种瞬时反应能在较长时间内维持在一定频率范围内时,在表面施加一定强度或应力,从而实现一定的测量性能。应用:当某膜片经过某个加工工序时,由于某些原因(如:晶圆热膨胀或热疲劳)使薄膜变得比原来薄、较脆且硬度很大时或某些工艺因素引起膜片不均匀性变形时,对其施加机械扭矩以抵消这种不均匀性变形带来的部分应力从而保证膜片的正常工作。

溅射薄膜压力传感器厂家
溅射薄膜压力传感器厂家

1、传感器可通过改变不同的安装位置,来测量各种形状、不同大小及大小不等的膜片;

不同尺寸的膜片,如圆形、方形、扇形和菱形等,通过不同的安装方式也可测量不同的位置范围。此种方式,可测量膜片面积大小。可以用于测量膜厚和机械性能(如抗拉强度)。还可以通过改变加工顺序,来实现对膜厚的精确测量。一般膜片都是平行放置于基片上形成一定形状后再分别将两个贴合的部位固定于一块基片上。这样可以减小两个贴合处各方向上的力造成的膜片变形,从而保证所制作元件尺寸准确度满足要求。

2、不同的膜片对压力有不同的响应;

如图2所示,对于单面膜片(金属薄膜),当施加一定的压力时,由于其材料不同硬度也会有所差异;在两种薄膜材料中,硬度的差异不大,但是随着在同一时刻施加的压力不同,就会导致薄膜材料本身的弹性变化和膜应变的变化,从而使膜应变与外界压力产生关系。当压力增大时,膜应变减小,使表面被拉伸或被压缩;而当压力减小时,膜应变增大,被压缩,然后相互抵消。通过理论分析,膜应变随压力变化基本呈线性关系。对于单面膜片而言,不同压力下,因为在薄膜材料性能的不同,其对压力响应也不一样;在膜应变为0时,膜片对压力反应是不对称的;在压强相同时,由于受到材料种类等因素、受到材料自身物理性质和加工条件等因素的影响,对压力产生响应不对称。如图3所示为单面膜片(金属)与薄膜材料关系图,由表1可知:单面膜片(金属)对于压力响应具有一个极好的线性,其误差随压强而增大;但当对膜应变率进行测定时,会有很大的误差:如图4所示为双面膜(金属)与薄膜材料关系图可知:双面膜在一个压强作用下是不对称的;当压强值小于零位时,其误差为零或非常小(在0~0.05 kPa范围内)。

3、传感器可测量多种压力值,但仅限于极低频率的范围内;

在低频率范围内(0~3 Hz)测量其值非常合适,特别是在压力测量方面。压力传感器可以广泛应用于各种传感器应用领域中。由于它是通过接触器与被测元件相连来获得各种压力值(高、低),所以在测试过程中必须经常检查被测元件。因此在实际应用中使用压力表通常使用与传感器相同的传感器装置。通常使用的两种方式:1、压力传感器可以适用于各种表面压力(5 MPa、50 MPa等)进行测试;2、在特殊情况下测试时可用压力表直接测量压力值(0-20 MPa)。

4、传感器可测量压力/应变比超过5的数据;

由于压力传感器在精密加工过程中具有很高的精度和可靠性,所以其精度能够达到0.0005 g/cm,从而可以检测到薄膜厚度在10 mm以下的各种工件压力分布、应变分布的准确特性。并且是金属材料所不具备的,因此具有良好的检测能力,甚至在一些恶劣环境下也能正常使用;此外,由于使用了精密、高精度的元器件和制造工艺等原因,因此可用于精密电子产品和精密机械制造领域;

5、具有更好的抗干扰能力,提高检测效率

系统特性:该系统为非接触式,可以通过触摸来检测。并且整个系统可以连接到一台计算机或手机上,可实现远程控制的功能。通过数字输入/输出接口(PIN)控制信号输出,稳定,信号具有较高的输出稳定性,而且系统具有自诊断功能。具有完善的信号显示界面,操作简便,可实现高分辨率的显示和键盘操作的控制。该系统可用于控制精密成型设备的压力检测。

溅射薄膜压力传感器

溅射薄膜压力传感器 最小压力是多少

中国大陆高密度溅射薄膜压力传感器技术研究与开发中心(筹),北京天源仪表股份有限公司成立于1999年7月,是中国大陆高密度溅射薄膜压力传感器的领先制造商。天源公司是一家专业从事高密度和小尺寸溅射薄膜压电元件的研发、生产与销售的高科技企业。天源压力传感器具有测量灵敏度强、高精度、可靠性高等特点;天源产品涵盖了各种金属电极、膜片和薄膜器件,广泛应用于医疗仪表诊断和汽车电子、汽车零部件及系统集成中。本文将主要介绍在溅射过程中压力传感技术。

薄膜压力传感器厂家
薄膜压力传感器厂家

一、溅射机理及分类

在许多应用领域中,薄膜压力传感器的工作压力取决于溅射气体密度(H2O)。其中,H2O为溶解气体时的压力。为确定溅射气体来源,可以通过实验测定溅射气体密度来确定气体来源。根据其在不同的时间和空间下有不同的速度,气体溅射分为两种:光离子溅射和时间离子溅射。两种不同类型的溅射气体都是由不同的射速造成的。

二、压力传感器的结构与应用

在压力传感器中,压电金属片上安装有电流,其电流流经被测对象时会产生感应电动势(VCV)。在这种电动势作用下,电极将会发生作用从而产生压力。在这种作用下电极可以测量到压电金属片所产生的拉力(图1)。这种传感器广泛地用于汽车电子和工业领域,如:汽车空调、电气系统和传感器。此外,还有一种用于其他领域的压电技术(如电阻器、传感器等):例如在医疗设备上用于测量体内液体及其压力、磁共振成像(MRI)设备。

三、小结

在溅射过程中,压力传感器主要用来测量材料在溅射过程中的挠度。这些挠度很大程度上取决于溅射过程本身。由于温度不稳定,溅射过程和工艺过程的界面没有变化。因此,从衬底和溅射介质的角度来说,压力传感器只能通过测试来控制材料挠度,而不能控制衬底和溅射介质之间的界面压力。但是对于这种技术来说,最小压力是非常重要的。因为当衬底和溅射介质之间存在压力差时,材料在溅射介质中受热膨胀时会产生压应力。

溅射薄膜压力传感器

溅射薄膜压力传感器材料和工作原理

近年来,电子设备技术发展迅猛,薄膜压力传感器由于其具有可靠性高、尺寸小、成本低等优点,已经成为重要的压力传感器材料。目前,薄膜压力传感器已成为电子设备制造领域新兴的重要材料,其广泛应用于航空航天、国防军工、医疗器械、新能源汽车、航空航天等领域。同时,薄膜压力传感器还被广泛应用于精密电子设备、精密仪器等诸多领域,并且已经成为电子设备中广泛使用的压力传感器。对于压力传感器而言,薄膜压力传感器具有可靠性高、尺寸小、成本低等优点以取代传统压力传感器,因此受到了电子技术人员和研究人员的广泛关注。随着半导体技术迅猛发展以及电子器件越来越复杂,其对传感器信号质量提出了更高要求,传统压力传感器已无法满足其实际应用需求。因此研究新型薄膜压力传感器已经成为提高电子设备可靠性和性能至关重要的手段。

溅射薄膜压力传感器
溅射薄膜压力传感器

1工作原理

薄膜压力传感器具有传统压敏电阻和压力波信号,其工作原理主要包括:首先,薄膜压力传感器将施加于基底材料上的一个电压信号转化为一个电信号(电压信号通过电介质和半导体介质进行传递);然后,在该电压信号与电流信号耦合之后,电压通过信号线进行传导。由于信号线中存在电荷载作用机理,其产生电阻反应可以分为两种:电压–电流耦合电阻反应:该反应通过电子对压电介质施加电压从而使电子经过半导体时,电子可以被金属载流子吸收而被激发出来,从而产生电阻信号;并且随着电流增加,电压信号发生变化,而金属载流子又可以被电子迁移而到达金属载流子,从而产生电阻信号。因此,当电极在施加一定浓度下时会出现电压与电流不平衡而产生电阻反应,因此电压与电流不平衡导致了电荷载流子不能通过导体膜流向导电介质而被激发出来。这种电压–电流耦合传感器具有精度高、稳定性好、重复性好等特点。由于电压—电流耦合过程涉及电介质材料和电极材料两个重要研究方向,因此本文主要研究通过不同材料在电介质材料上构筑不同电阻形式或结构来实现电压耦合信号和电流耦合信号的检测。为了进一步实现电压与电流耦合信号在电子设备上的广泛应用,必须对其结构进行进一步优化和完善。

2影响薄膜压力传感器性能的因素

薄膜压力传感器需要具有足够的抗压性,而这一特性对于薄膜压力传感器来说十分重要。由于薄膜压敏电阻的线性关系与施加不同压力会产生不同的线性变化,因此控制好薄膜压力传感器对施加的压力是非常重要的。此外,不同材料具有不同的化学性质也会影响这一特性。例如,溅射效应会导致陶瓷表面生成钝化膜、金属层等。另外,与其他材料相比,溅射薄膜工艺对应力具有更加敏感的作用。因此在实际应用中薄膜压力传感器必须要有足够高的应变响应能力。通过控制溅射效应和物理过程可获得最佳反应度来提高材料性能、减小传感器体积。

3小结与展望

在现代电子设备中,随着微型化,柔性化等新技术的不断发展,传感器成为了提高电子产品性能稳定、成本低、易制备等的关键。同时,由于薄膜压力传感器具有高的信号质量、高灵敏度和小尺寸等特点,从而被广泛使用,并且已经成为重要的电子设备制造领域新兴的重要材料。在未来几年内,随着微电子技术以及纳米技术的快速发展,薄膜压力传感器将获得更加广泛的应用。在该领域下,对于薄膜压力传感器而言,应该着重解决以下几个问题:一是新型薄膜压力传感器技术如何高效、高精度地制备出小尺寸且灵敏系数高的传感器仍然是挑战。二是如何在薄膜压力传感器上实现传感元件集成及功能拓展以提高传感效果,同时有效降低器件成本及减小尺寸。三是如何实现高性能、高性价比 MEMS技术领域下新型薄膜压力检测器件以及系统解决方案等相关问题,以进一步提高膜片集成器件与系统的设计与制造效率,以期达到更高效、更稳定、高空间分辨率(可达2μ m)的传感效果。