Aukštos temperatūros jutiklio svarba

Pastaraisiais metais mano šalies jutiklių technologija greitai vystosi, o jos taikymo laukai taip pat plečiasi. Kadangi slėgio jutiklių srityje nuolat atsiranda naujos technologijos, naujos technologijos, naujos medžiagos ir nauji procesai.

Slėgio jutiklis yra prietaisas, naudojamas slėgio signalams aptikti, ir paversti juos elektriniais signalais pagal tam tikras taisykles. Jis plačiai naudojamas įvairiuose gamybos, pramoniniuose ir kosmoso laukuose. Su taikymo laukų padalijimu, slėgio matavimu aukštos temperatūros ir atšiauriose aplinkose, tokiose kaip aukštos temperatūros naftos gręžiniai ir įvairios variklio ertmės, o difuzinės silicio slėgio jutikliai yra mažesni nei 120 m. ° C) sugenda, todėl slėgio matavimo nepakankamumas. Todėl aukštos temperatūros slėgio jutiklis tampa labai svarbia tyrimų kryptis.

Aukštos temperatūros klasifikacijaslėgio jutikliai

Remiantis skirtingomis naudojamomis medžiagomis, aukštos temperatūros slėgio jutiklius galima suskirstyti į polisilicono (Poly-Si) aukštos temperatūros slėgio jutiklius, SIC aukštos temperatūros slėgio jutiklius, SOI (silicio ant izoliatoriaus) aukštos temperatūros slėgio jutikliai, SOS (silikonas Safyre) Silicon-Sapphire slėgio jutikliai, optinio pluošto aukštos temperatūros tipai ir kitokios rūšies. ir SOI aukštos temperatūros slėgio jutiklių perspektyvos yra labai idealios. Tai daugiausia pristato SOI aukštos temperatūros slėgio jutiklį.

SOI aukštos temperatūros slėgio jutiklis

SOI aukštos temperatūros slėgio jutiklių vystymasis daugiausia priklauso nuo SOI medžiagų kilimo. Soi yra siliconas ant izoliatoriaus, kuris daugiausia nurodo puslaidininkių medžiagą, susidariusią tarp Si substrato sluoksnio, ir Si viršutinio sluoksnio sluoksnio sluoksnio su SiO2, kaip izoliacinį pobūdį, naudojant „Soi“, esantį „Soi“, esantį „Bendrate Gate“, esantį „Bendrate“, esantį „Soi“, esantį „Bendrate“, „Soi“. Silicis ir pagerina prietaiso patikimumą. Pridedant SOI prietaiso sluoksnio aukštos temperatūros charakteristikas, jis tampa idealia medžiaga, skirta paruošti aukštos temperatūros slėgio jutiklius.

Šiuo metu SOI aukštos temperatūros slėgio jutikliai buvo sėkmingai sukurti užsienyje, o darbinė temperatūra yra -55 ~ 480 ° C; -55 ~ 500 ° C SOI aukšto temperatūros slėgio jutiklis, kurį sukūrė „Goodrich Advanced Sensor“ technologijos centras JAV; Prancūzijos LETI instituto sukurtas SOI aukštos temperatūros slėgio jutiklis taip pat turi daugiau nei 400 ° C temperatūros temperatūrą. Comantocess tyrimų institucijos taip pat aktyviai atlieka SOI aukšto temperatūros slėgio jutiklių, tokių kaip Xi'an Jiaotong universitetas, Tianjino universitetas ir Pekino universitetas, tyrimus. Be to, „FATRI Future Advanced Technology“ tyrimų institutas FATRI taip pat vykdo susijusius tyrimų darbus, o dabartinis projektas pateko į demonstracinį etapą.

SOI aukštos temperatūros slėgio jutiklio darbo principas

Iš esmės SOI aukštos temperatūros slėgio jutiklis daugiausia naudoja pavienio kristalo silicio pjezorezistinį poveikį. Kai jėga veikia silicio kristalui, kristalo gardelė yra deformuota, o tai savo ruožtu lemia, kad keičiasi vežėjų judrumas, todėl keičiasi silicio kristalų atsparumas. suformuoti Wheatstone tiltą, kaip parodyta 2 paveiksle (a); Ant SOI substrato sluoksnio išgraviruota slėgio ertmė, kad susidarytų jautri slėgio struktūra.

2 pav. (A) Wheatstone tiltas

Kai slėgiui jautrią struktūrą veikia oro slėgis, pjezorezistoriaus pokyčių varža, o tai savo ruožtu sukelia išėjimo įtampos VOUT pasikeitimą, o slėgio vertė matuojama per santykį tarp išėjimo įtampos vertės ir pjezorezistoriaus atsparumo vertės.

SOI aukštos temperatūros slėgio jutiklio gamybos procesas

SOI aukštos temperatūros slėgio jutiklio paruošimo procesas apima kelis MEMS procesus. Čia trumpai įvedami keletas pagrindinių žingsnių, kad būtų galima suprasti jutiklio procesą, daugiausia įskaitant pjezorezistoriaus paruošimą, metalo švino paruošimą, slėgio jautrų plėvelės paruošimą ir slėgio kameros pakuotę.

Varistorių paruošimo raktas yra dopingo koncentracijos valdymas ir vėlesnio ėsdinimo formavimo proceso optimizavimas; Metalinis švino sluoksnis daugiausia tarnauja kaip Wheatstone tilto jungtis; Slėgio jautrios plėvelės paruošimas daugiausia priklauso nuo gilaus silicio ėsdinimo proceso; Ertmės pakuotė paprastai skiriasi priklausomai nuo slėgio jutiklio taikymo,

Kadangi dabartiniai komercializuoti aukštos temperatūros slėgio jutikliai negali atitikti specialios atšiaurios aplinkos, tokių kaip aukštos temperatūros naftos gręžinių ir aero variklių, slėgio matavimo reikalavimus, būsimi aukštos temperatūros slėgio jutiklių tyrimai tapo neišvengiamiems. Jos ypatingos struktūros ir aukštos temperatūros charakteristikos tapo idealiomis medžiagomis, skirtoms aukštosios spaudimo jutikliams. Būsimi SOI aukštos temperatūros slėgio jutiklių tyrimai turėtų sutelkti dėmesį į ilgalaikio stabilumo ir savarankiško jutiklių sprendimo jutiklių sprendimą aukštos temperatūros atšiaurioje aplinkoje ir pagerinant slėgio jutiklių tikslumą. aspektas.

Žinoma, norint, kad intelektualioji era, taip pat reikalaujama SOI aukštos temperatūros slėgio jutiklių, derinamų su kitomis daugiadalykinėmis technologijomis, kad būtų galima intelektualesnėms funkcijoms, tokioms kaip savęs kompensacija, savęs kalibravimas ir informacijos saugojimas jutiklyje, kad būtų galima geriau užpildyti misiją, kai jungiate sudėtingą aukšto temperatūros aplinkos slėgį. .