微传感器是设施中的主角产品,在已开发的产品中微传感器占到很大的比例。微传感器的体积小、功耗低、响应快、便于和信号解决部分集成以形成微传感器测试系统、这些个性使其能够应用于汽车、航空航天、电机、医学、家用电器、生物化学、环境检测等宽广畛域。
在微传感器中微压力传感器是其中一个主角的分支。传感器的灵活度和线性度是传感器最重要的功能特色。特地是对于超微压力传感器而言。小量程的微压力传感器的灵敏度和线性度始终是拦阻微压力传感器发展的一大要素。
为了解决微压力传感器灵敏度和非线性的冲突,在结构上,综合梁膜结构与平膜双岛结构的长处,采用双岛-梁结构。岛区的面积不是按比例放大或减少。首先,为了增加灵敏度,应尽可能减小窄梁区的长度和宽度。由于从对梁-膜-岛结构的有限元剖析和近似解析剖析中发觉,减小窄梁区的长度和宽度能够分明地使梁上的应力增大。并且当中间窄梁的长度约为两边窄梁长度的2倍时,器件的线性度最好。尽管有双岛限位结构,但在高过载状况下,硅膜将首先从岛的边区和角区破裂。这是因为传统的岛膜结构都是采用常规的有掩模的各向异性湿法腐蚀,从硅片背面形成硅膜和背岛。硅膜是晶面,边框和背大岛侧面都是晶面,夹角为54.74°的锐角。依据力学原理,在角区存在应力集中效应,使硅膜在正面或背面受压以后,角区会具备应力的极值,所以破裂首先从该处发生。引入应力匀散结构以后,使角区变成具备必定曲率的圆角区,使该区的应力极值下降。在硅膜与边框或背岛的接壤处要形成有一定曲率半经的缓变结构,采用一般的常规各向异性湿法腐蚀是无法实现的。为此,采用了掩模-无掩模各向异性湿法腐蚀技术。
微压力传感用具备普遍的用处,眼前微压力传感器的量程还不够小,灵敏度和线性度也不是很好,所以微压力传感器还骑虎难下得到很好的应用,随着科技的发展,微压力传感器的应用前景将会进青云拓展。
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