MEMS硅膜電容式壓力傳感器的研制
大氣壓力傳感器在實踐應(yīng)用中占據(jù)著舉足輕重的地位，它的應(yīng)用領(lǐng)域有：環(huán)境的監(jiān)測、氣候的分析、氣象的預(yù)報、工業(yè)的生產(chǎn)以及航天和航空等等，在這些領(lǐng)域里，它的應(yīng)用是十分廣泛的。傳統(tǒng)的壓力傳感器通常是機械式的，體積相對來說比較大，這樣對集成化和微型化有很多的不利。如果使用MEMS技術(shù)之后，上面所說的缺點就可以得以解決，而且可以使它的性能變得更加的好，還可以使成本大大地降低?，F(xiàn)在使用了MEMS技術(shù)之后得到廣泛應(yīng)用的壓力傳感器一般分為電容式和壓阻式兩類。 濕度傳感器探頭 , , 不銹鋼電熱管 PT100 傳感器 , , 鑄鋁加熱器 , 加熱圈 流體電磁閥
電容式壓力傳感器的溫漂比較小，精密度很好，芯片的結(jié)構(gòu)具有很好的魯棒性，但是它的線性度比較差，而且很容易受到寄生電容的有關(guān)影響。而壓阻式壓力傳感器跟它相比，溫漂就比較大、精密度比較低以及一致性比較差，但是它的線性度卻是很好的?，F(xiàn)在的MEMS電容式壓力傳感器一般使用在過壓的測量當(dāng)中，而用在氣象壓力的測量當(dāng)中就比較少，而且它的價格不菲。因此，現(xiàn)在經(jīng)過很多專家的研究，研制出了一種微型電容氣象壓力傳感器，它成本低而且性能很高。制作它的整個過程工藝比較簡單而且符合標(biāo)準(zhǔn)，薄膜材料就選取了單晶硅，這是使用了接觸式的結(jié)構(gòu)，而且根據(jù)陽極鍵合組成了真空腔，而硅薄膜就是由深刻蝕和氫氧化鉀各向異性腐蝕組成的。經(jīng)過試驗之后，發(fā)現(xiàn)這種傳感器很適合應(yīng)用在氣象壓力的測量當(dāng)中。
電容式壓力傳感器的工作原理是：當(dāng)受到外界壓力的時候，電容的極板間的距離以及極板的面積就會發(fā)生變化，電容因此也會發(fā)生改變。當(dāng)所受到的壓力漸漸變大的時候，電容極板之間的距離就會變小，電容就會變大，這個時候，非接觸式電容決定了電容的大小。如果電容的兩極板互相接觸的時候，那么這個時候，接觸電容就決定了電容值。
電容式壓力傳感器*核心的元件是敏感薄膜，傳感器的性能就是由它的厚度、尺寸大小以及材料決定的。現(xiàn)在敏感薄膜使用的材料一般都是單晶硅、Si3N4以及重?fù)诫sp型硅等等。而這些材料都有各自的優(yōu)點和缺點，它的選取跟具體的工藝和目標(biāo)的要求有密切的關(guān)系。為了可以簡化工藝，這種傳感器就選取了硅膜，因為硅膜適合陽極鍵合組成空腔、機械性能很好，而且它不對晶格造成破壞。硅膜機械性能好這個特點，加上使用接觸式的相關(guān)結(jié)構(gòu)，再通過一些比較簡單而且標(biāo)準(zhǔn)的工藝就可以制造電容式壓力傳感器的樣片。對它進行大量的測試以及大量數(shù)據(jù)的分析后，結(jié)果證明這種傳感器很適合測量氣象壓力。雖然對它的研制在一定程度上有一定的成就，但是更多的問題還在后邊等著專家去研究。為了提高傳感器的測量的精密度，怎么樣改進工藝的制造和結(jié)構(gòu)的設(shè)計，這個是研究工作中正在努力的方向。
大氣壓力傳感器在實踐應(yīng)用中占據(jù)著舉足輕重的地位，它的應(yīng)用領(lǐng)域有：環(huán)境的監(jiān)測、氣候的分析、氣象的預(yù)報、工業(yè)的生產(chǎn)以及航天和航空等等，在這些領(lǐng)域里，它的應(yīng)用是十分廣泛的。傳統(tǒng)的壓力傳感器通常是機械式的，體積相對來說比較大，這樣對集成化和微型化有很多的不利。如果使用MEMS技術(shù)之后，上面所說的缺點就可以得以解決，而且可以使它的性能變得更加的好，還可以使成本大大地降低?，F(xiàn)在使用了MEMS技術(shù)之后得到廣泛應(yīng)用的壓力傳感器一般分為電容式和壓阻式兩類。 濕度傳感器探頭 , , 不銹鋼電熱管 PT100 傳感器 , , 鑄鋁加熱器 , 加熱圈 流體電磁閥
電容式壓力傳感器的溫漂比較小，精密度很好，芯片的結(jié)構(gòu)具有很好的魯棒性，但是它的線性度比較差，而且很容易受到寄生電容的有關(guān)影響。而壓阻式壓力傳感器跟它相比，溫漂就比較大、精密度比較低以及一致性比較差，但是它的線性度卻是很好的?，F(xiàn)在的MEMS電容式壓力傳感器一般使用在過壓的測量當(dāng)中，而用在氣象壓力的測量當(dāng)中就比較少，而且它的價格不菲。因此，現(xiàn)在經(jīng)過很多專家的研究，研制出了一種微型電容氣象壓力傳感器，它成本低而且性能很高。制作它的整個過程工藝比較簡單而且符合標(biāo)準(zhǔn)，薄膜材料就選取了單晶硅，這是使用了接觸式的結(jié)構(gòu)，而且根據(jù)陽極鍵合組成了真空腔，而硅薄膜就是由深刻蝕和氫氧化鉀各向異性腐蝕組成的。經(jīng)過試驗之后，發(fā)現(xiàn)這種傳感器很適合應(yīng)用在氣象壓力的測量當(dāng)中。
電容式壓力傳感器的工作原理是：當(dāng)受到外界壓力的時候，電容的極板間的距離以及極板的面積就會發(fā)生變化，電容因此也會發(fā)生改變。當(dāng)所受到的壓力漸漸變大的時候，電容極板之間的距離就會變小，電容就會變大，這個時候，非接觸式電容決定了電容的大小。如果電容的兩極板互相接觸的時候，那么這個時候，接觸電容就決定了電容值。
電容式壓力傳感器*核心的元件是敏感薄膜，傳感器的性能就是由它的厚度、尺寸大小以及材料決定的。現(xiàn)在敏感薄膜使用的材料一般都是單晶硅、Si3N4以及重?fù)诫sp型硅等等。而這些材料都有各自的優(yōu)點和缺點，它的選取跟具體的工藝和目標(biāo)的要求有密切的關(guān)系。為了可以簡化工藝，這種傳感器就選取了硅膜，因為硅膜適合陽極鍵合組成空腔、機械性能很好，而且它不對晶格造成破壞。硅膜機械性能好這個特點，加上使用接觸式的相關(guān)結(jié)構(gòu)，再通過一些比較簡單而且標(biāo)準(zhǔn)的工藝就可以制造電容式壓力傳感器的樣片。對它進行大量的測試以及大量數(shù)據(jù)的分析后，結(jié)果證明這種傳感器很適合測量氣象壓力。雖然對它的研制在一定程度上有一定的成就，但是更多的問題還在后邊等著專家去研究。為了提高傳感器的測量的精密度，怎么樣改進工藝的制造和結(jié)構(gòu)的設(shè)計，這個是研究工作中正在努力的方向。
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