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SiC低温压力传感器国际外今朝的根基情况

宣布时候:2019-4-16      宣布人:泽天传感      点击:

基于SiCSilicon Carbide)的低温压力传感器正慢慢成为低温传感器范畴的支流研讨标的目的,颠末二十多年的成长,SiC以其杰出的低温机器特点、易加工性和半导体资料本身的长处,已遍及操纵于低温传感器的研制。差别道理的基于SiC的低温压力传感器不时出现,传感器的机能也不时进步,可知足超低温之内(<800)大局部低温情况下的测压需要。跟着欧姆打仗操纵温度不时进步,SiC光纤机能的不时改良,SiC在超低温情况下的丈量也具备广漠的操纵远景。今朝,SiC低温压力传感器首要操纵于航空和航天发念头、火箭发念头、航空发念头、重型燃气轮机、燃煤燃气汽锅等能源装备熄灭室内的压力监测。在国际,有出产SiC低温压力传感器的出产线,已用于油井低温压力的的丈量。在外洋,已有SiC低温压力传感器,大压力的较成熟,微压也有样品出卖。能任务在600度摆布,NASA出资协作研发。低温压力传感器较成熟的资料有基于SOISiC。据研讨SOI500度摆布会履历塑性形变。而SiC可用于更低温度。

基于SiC的低温压力传感器碳化硅作为第三代间接跃迁型宽禁带半导体资料,具备杰出的抗辐照特点、热学机能、抗侵蚀性。Sic晶体形状较多,经常操纵于研制低温压力传感器,包含a型的3C-SiCB型的4H6H-SiC,此中B-SiC1600时仍能坚持杰出的机器强度,在制备低温传感器方面有广漠的操纵远景。今朝,SiC的干法刻蚀、欧姆打仗制备、SiC-SiC圆片级键合等微加工手艺已根基成熟,基于SiC的低温传感器已成为低温传感器的热门研讨标的目的。基于SiC的低温压力传感器首要包含压阻式、电容式两大类。

SiC压阻式低温压力传感器

压阻式压力传感器活络度较高,工艺较为简略,靠得住性高,是今朝SiC压力传感器研讨的热门,也是功效最多的一种计划。1997年,德国柏林财产大学的Zeirmann 等人在SOI布局上成长了一层3C-SiC 薄膜,并操纵RIE刻蚀出压敏电阻完成压力丈量,任务温度到达450NASAGlenn研讨中间在压阻式压力传感器方面的研讨展开得比拟深切,该中间抢先完成了全SiC布局的压敏芯片。压力敏感布局以6H-SiC作为基底,操纵同质内涵搀杂、干法刻蚀手艺组成PN 结和压阻布局,再操纵Ti/TaSi/Pt 膜系完成欧姆打仗。传感器的样机最高任务温度能到达750。限定SiC压阻低温传感器任务温度的身分有两个:①低温下内涵6H-SiC薄膜的压阻效应退步,Glenn中间的数据标明,6H-SiC薄膜在室温下的压阻系数为30,而在600时降为10-15;②SiC欧姆打仗的操纵温度限定,Ti/TaSi/PtTa/Ni/Pt 等欧姆打仗膜系的持久操纵温度均不高于800

SiC压阻式低温压力传感器

SiC电容式压力传感器

电容布局的压力传感用具备活络度高、静态呼应快、温度不变性高的特色。美国西储大学对电容式低温压力传感器停止了深切的研讨,2004年该校的Young Darrin J等人操纵APCVD在硅衬底上堆积3C-SiC 薄膜制备了压力传感器,压力敏感单位布局如图所示,因为感压膜较薄,该传感器任务时,膜的中间与底部打仗。这类传感器的最高任务温度可到达400,该温度下的活络度为7.7fF/torr2008年该校的Chen Li又提出一种全SiC布局的电容式压力传感器。在该计划中Chen操纵低温氧化物LTOLow-temperature Oxidation)作为就义层和密封资料,该种传感器的最高任务温度为574。别的,法国LETI研讨所也展开了SiC电容式低温压力传感器的研讨,首要手艺目标:任务温度高于600,量程65kPa-145kPa,活络度1pF/100kPa,非线性<1%FS,精度<1%FS25。国际北京遥测手艺研讨所的尹玉刚等人任务较为凸起,研制了基于4H-SiC的全SiC电容式低温微压传感器,任务温度可到达600,完成了0~3kPa的微压丈量,全温区精度到达3%,到达国际抢先程度。与压阻式低温压力传感器近似,电容式低温压力传感器的任务温度一样受限于SiC欧姆打仗的任务温度,别的低温下绝缘层泄电流的增大会下降电容丈量精度。

SiC电容式压力传感器

SiC低温压力传感器首要关头工艺有:

1、电化学侵蚀

2、深反映离子刻蚀

SiC低温压力传感器今朝存在的题目:

1、刻蚀深度难节制。

2、微通道影响,发生图案难。

3、无引线封装工艺

处理路子:

1SiC基片可从市场上采办。

2、电化学侵蚀和深反映离子刻蚀相连系节制刻蚀深度。

3、操纵高电导率的金属和玻璃粉组成熔融物作为电极和外引线的过渡。本文源自泽天传感,转载请保留来由。