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如何使用MEMS技术实现压力传感器芯片的设计
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2020-05-15
涂筱舒
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硅压力传感器是利用半导体硅的压阻效应制成， 其品质的优劣主要决定于敏感结构的设计与制作工艺。 文章从硅压力传感器敏感薄膜的选择、敏感电阻条的确定以及敏感电阻位置的选取， 设计了一种方案并进行了实验验证， 得出所设计的压力传感器精度达到 0.1% ～0.25%F.S.
微机电系统（MEMS） 制作的硅压力传感器具有质量轻， 体积小， 成本低， 响应快， 输出大， 结构简单等优点， 主要是利用了半导体硅的压阻效应原理。 采用MEMS 技术在单晶硅片上的特定晶向， 用扩散或离子注入等集成电路工艺制成敏感电阻条， 将四个压敏电阻条构成惠斯顿全桥检测电路， 同时利用刻蚀等立体集成电路工艺制造出敏感薄膜。 在此类器件中敏感薄膜与压敏电阻条的设计， 对传感器灵敏度输出、线性、温漂、时漂等性能有着非常重要的影响。 本文通过对方形、矩形和圆形膜片的最大应力、挠度以及膜片长宽比对输出地影响选择方形敏感薄膜; 对于压敏电阻条的设计主要从掺杂类型， 掺杂浓度， 节深及压敏电阻的最大功率确定其长度、宽度、折数; 从压敏电阻灵敏度与应力大小的关系确定了敏感薄膜上的位置为重点， 阐述了半导体硅压阻式传感器敏感结构的设计要点.
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门长彬
2020-09-21
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