多晶矽改善壓力傳感器泄漏問題
發布時間:2012-10-30 責任編輯:easonxu
【導讀】我們知道大部分小量程、高靈敏壓力傳感器通常都采用平膜、島膜、梁膜等結構,目前小量程、高靈敏壓力傳感器的研究熱點集中在犧牲層結構壓力傳感器,這主要是因為犧牲層結構壓力傳感器彈性膜片很薄,厚度可做到2μm,甚至更薄。
在(zai)犧(xi)牲(sheng)層(ceng)結(jie)構(gou)的(de)薄(bo)結(jie)構(gou)上(shang),如(ru)果(guo)采(cai)用(yong)擴(kuo)散(san)矽(gui)或(huo)多(duo)晶(jing)矽(gui)薄(bo)膜(mo)作(zuo)為(wei)犧(xi)牲(sheng)層(ceng)結(jie)構(gou)壓(ya)力(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)應(ying)變(bian)電(dian)阻(zu),其(qi)厚(hou)度(du)相(xiang)對(dui)較(jiao)大(da),對(dui)彈(dan)性(xing)膜(mo)片(pian)應(ying)力(li)分(fen)布(bu)影(ying)響(xiang)很(hen)大(da),不(bu)利(li)於(yu)犧(xi)牲(sheng)層(ceng)結(jie)構(gou)壓(ya)力(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)性(xing)能(neng)優(you)化(hua),因(yin)此(ci)采(cai)用(yong)多(duo)晶(jing)矽(gui)納(na)米(mi)薄(bo)膜(mo)製(zhi)作(zuo)應(ying)變(bian)電(dian)阻(zu)更(geng)能(neng)發(fa)揮(hui)犧(xi)牲(sheng)層(ceng)技(ji)術(shu)的(de)優(you)點(dian)。
在這之前,壓力傳感器設計過載保護時,一般采用凸台等方法實現,形成方法有背部刻蝕技術、矽直接鍵合技術、玻bo璃li刻ke蝕shi技ji術shu等deng。然ran而er這zhe些xie結jie構gou的de腔qiang體ti尺chi寸cun較jiao大da,進jin一yi步bu提ti高gao傳chuan感gan器qi的de靈ling敏min度du受shou到dao限xian製zhi,而er且qie降jiang低di了le矽gui片pian利li用yong率lv,增zeng加jia了le製zhi造zao工gong藝yi的de複fu雜za度du,提ti高gao了le生sheng產chan成cheng本ben。
現(xian)在(zai),壓(ya)力(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)應(ying)變(bian)電(dian)阻(zu)是(shi)在(zai)單(dan)晶(jing)矽(gui)片(pian)上(shang)擴(kuo)散(san)或(huo)注(zhu)入(ru)雜(za)質(zhi)的(de)方(fang)式(shi)實(shi)現(xian),為(wei)了(le)改(gai)善(shan)溫(wen)度(du)特(te)性(xing),後(hou)來(lai)也(ye)采(cai)用(yong)了(le)多(duo)晶(jing)矽(gui)薄(bo)膜(mo),但(dan)普(pu)通(tong)多(duo)晶(jing)矽(gui)薄(bo)膜(mo)的(de)應(ying)變(bian)因(yin)子(zi)較(jiao)小(xiao),不(bu)利(li)於(yu)提(ti)高(gao)靈(ling)敏(min)度(du)。最(zui)新(xin)研(yan)究(jiu)結(jie)果(guo)表(biao)明(ming),多(duo)晶(jing)矽(gui)納(na)米(mi)薄(bo)膜(mo)具(ju)有(you)顯(xian)著(zhu)的(de)隧(sui)道(dao)壓(ya)阻(zu)效(xiao)應(ying),表(biao)現(xian)出(chu)比(bi)常(chang)規(gui)多(duo)晶(jing)矽(gui)薄(bo)膜(mo)更(geng)優(you)越(yue)的(de)壓(ya)阻(zu)特(te)性(xing),重(zhong)摻(chan)雜(za)條(tiao)件(jian)下(xia)其(qi)應(ying)變(bian)因(yin)子(zi)仍(reng)可(ke)達(da)到(dao)34,具有負應變因子溫度係數,數值小於1×10-3/℃,電阻溫度係數可小於2×10-4/℃。
在zai表biao麵mian微wei加jia工gong中zhong,由you澱dian積ji到dao襯chen底di和he犧xi牲sheng層ceng上shang的de薄bo膜mo作zuo為wei結jie構gou層ceng,對dui微wei小xiao結jie構gou的de尺chi寸cun更geng易yi控kong製zhi,器qi件jian的de尺chi寸cun得de以yi減jian小xiao。然ran而er,這zhe些xie結jie構gou層ceng的de機ji械xie性xing能neng高gao度du依yi賴lai於yu澱dian積ji和he隨sui後hou的de加jia工gong過guo程cheng,相xiang對dui低di的de澱dian積ji速su率lv雖sui然ran限xian製zhi了le所suo製zhi作zuo器qi件jian的de厚hou度du,但dan是shi由you於yu結jie構gou層ceng厚hou度du低di,所suo以yi能neng製zhi作zuo出chu量liang程cheng更geng小xiao、靈敏度更高的壓力傳感器。
因yin此ci,在zai犧xi牲sheng層ceng結jie構gou壓ya力li傳chuan感gan器qi上shang,采cai用yong多duo晶jing矽gui納na米mi薄bo膜mo作zuo應ying變bian電dian阻zu,可ke以yi提ti高gao靈ling敏min度du,擴kuo大da工gong作zuo溫wen度du範fan圍wei,降jiang低di溫wen度du漂piao移yi。然ran而er,犧xi牲sheng層ceng結jie構gou非fei常chang薄bo,如ru何he提ti高gao傳chuan感gan器qi的de過guo載zai能neng力li顯xian得de尤you為wei重zhong要yao。所suo以yi,如ru何he在zai保bao證zheng傳chuan感gan器qi滿man量liang程cheng範fan圍wei內nei線xian性xing響xiang應ying的de前qian提ti下xia,調tiao整zheng犧xi牲sheng層ceng厚hou度du,通tong過guo彈dan性xing膜mo片pian與yu襯chen底di的de適shi當dang接jie觸chu來lai有you效xiao提ti高gao傳chuan感gan器qi的de過guo載zai能neng力li。改gai善shan工gong藝yi解jie決jue泄xie漏lou問wen題ti後hou,犧xi牲sheng層ceng結jie構gou多duo晶jing矽gui納na米mi膜mo壓ya力li傳chuan感gan器qi的de性xing能neng應ying該gai能neng滿man足zu設she計ji要yao求qiu。
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