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聯(lián)系我們基于MEMS技術(shù)制作E+E壓力傳感器研究
E+E壓力傳感器被廣泛應用于醫(yī)療、工業(yè)過程監(jiān)控、生物和航空等各個領(lǐng)域。據(jù)相關(guān)文獻介紹,E+E壓力傳感器種類繁多,其中多數(shù)都是采用硅材料制作的。擴散硅式E+E壓力傳感器具有靈敏度高且可以小型化、集成化等許多優(yōu)點,近些年有長足的發(fā)展。
基于MEMS技術(shù)制作E+E壓力傳感器研究 基于MEMS技術(shù)制作的MOSFETsE+E壓力傳感器是在硅杯的方形硅膜上采用微機械加工工藝制作四個P溝道增強型場效應管(P-MOSFET),使硅膜上的四個P-MOSFETs組成惠斯通電橋。利用半導體壓阻效應,令兩個P-MOSFETs置于硅敏感膜的徑向位置,而另外兩個P-MOSFETs置于硅敏感膜的橫向位置。傳感器受電源激勵時,對硅敏感膜施加壓力,電橋中兩個徑向的P-MOSFETs溝道等效電阻阻值增大,兩個橫向P-MOSFETs溝道等效電阻阻值減小。因此使橋路失去平衡,產(chǎn)生端電壓輸出,從而實現(xiàn)了將力學量信號轉(zhuǎn)化為與之有對應關(guān)系的電壓信號。在綜述了國內(nèi)外E+E壓力傳感器研究概況的基礎(chǔ)上,闡述了MOSFETsE+E壓力傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計、工作原理、制造工藝和該新結(jié)構(gòu)傳感器的計算機仿真,對實驗研制的MOSFETsE+E壓力傳感器I-V特性、壓敏特性、溫度特性進行了實驗測試和靜態(tài)特性分析。實驗結(jié)果表明,研制的MOSFETsE+E壓力傳感器靈敏度為8.9mV/100KPa,線性度為±1.651%F·S,遲滯為±0.529%F·S,重復性為±1.550%F·S,精度是2.326%F·S,零點輸出的溫度系數(shù)為1.32%/℃,靈敏度的溫度系數(shù)為-0.33%/℃,符合設(shè)計要求。e+e設(shè)計的MOSFETsE+E壓力傳感器信號容易采集,測試系統(tǒng)簡單;很好地克服了MOSFET電容式E+E壓力傳感器的測試電路復雜且微小電容信號難以測量的缺點。同時,MOSFETsE+E壓力傳感器采用P-MOSFET溝道等效電阻做壓敏電阻,代替了以往的擴散硅壓敏電阻;不但增強了傳感器的穩(wěn)定性,降低了傳感器的噪聲,而且測量信號穩(wěn)定,溫度特性較好?；贛EMS技術(shù)制作的MOSFETsE+E壓力傳感器的制作工藝與集成電路工藝相兼容,有廣泛的應用前景。
