揣榮巖,王 健,2*,代 全,楊理踐

(1.沈陽工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院,沈陽 110870;2.沈陽化工大學(xué)信息工程學(xué)院,沈陽 110142)

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基于犧牲層技術(shù)的高過載壓力傳感器芯片*

揣榮巖1,王 健1,2*,代 全1,楊理踐1

(1.沈陽工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院,沈陽 110870;2.沈陽化工大學(xué)信息工程學(xué)院,沈陽 110142)

提出了一種基于犧牲層技術(shù)的高過載壓力傳感器芯片。這種傳感器充分利用了多晶硅機械特性和多晶硅納米膜的壓阻特性優(yōu)勢,提高了傳感器滿量程輸出和過載能力。利用有限元方法設(shè)計了仿真模型,通過對彈性膜片應(yīng)力分布的靜態(tài)分析和非線性接觸分析,給出了提高這種壓力傳感器滿量程輸出和過載能力的設(shè)計方法。并試制了量程為2.5 MPa的傳感器芯片樣品。測試結(jié)果表明樣品的過載壓力超過7倍量程,5 V供電條件下,滿量程輸出達到362 mV。

壓力傳感器;過載保護;犧牲層技術(shù);多晶硅納米膜

硅基壓力傳感器具有較好的頻率響應(yīng)、靈敏度和過載能力[1],這些傳感器用于差壓、絕對、氣壓或真空壓力測量,應(yīng)用于多種工業(yè)、測試和測量領(lǐng)域,包括工業(yè)、化工、航空航天、汽車和半導(dǎo)體制造。過載壓力是傳感器的一項重要指標,體硅壓力傳感器一般過載壓力為滿量程2倍～5倍[2]。高過載能力壓力傳感器用于壓力測量可靠性要求高的情況,例如:工業(yè)上的氣體和液體輸運系統(tǒng)、航空系統(tǒng)中的壓力測量等。伴隨可靠性要求不斷增加,需要研制更高過載能力的壓力傳感器。

高過載能力體硅傳感器具有過載保護結(jié)構(gòu)。采用微機電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)的壓阻式壓力傳感器通常有平膜、島膜和梁膜等結(jié)構(gòu)[3-6]。在設(shè)計過載保護時,體硅壓力傳感器一般采用膜片底面的凸臺結(jié)構(gòu),當(dāng)壓力增大到一定的值后,膜片底部的凸臺與腔體下面載片接觸,阻止硅膜片的進一步向下位移,從而起到了保護作用。該結(jié)構(gòu)工藝方法有背部刻蝕技術(shù)、硅直接鍵合(SDB)技術(shù)、玻璃刻蝕技術(shù)等[7-8]。然而這些結(jié)構(gòu)的腔體尺寸較大,進一步提高靈敏度受到限制,而且增加了生產(chǎn)成本[9]。

為了提高傳感器的靈敏度并減少尺寸,人們研制了表面微機械壓力傳感器[10-11],該傳感器的典型工藝是在硅片上淀積二氧化硅作為犧牲層,再淀積多晶硅作為彈性膜片,通過犧牲層技術(shù)去掉犧牲層并形成密閉腔體,然后,在彈性膜片上制作應(yīng)變電阻和導(dǎo)線組成惠斯通電橋。該傳感器的彈性膜片膜厚可小到2 μm以下,因此靈敏度高。但由于彈性膜片很薄,因而過載能力低。因此,該種傳感器過載保護結(jié)構(gòu)研究十分必要。在2011年,學(xué)者提出了犧牲層結(jié)構(gòu)的壓力傳感器的過載保護設(shè)計仿真研究結(jié)果[12],為研制傳感器樣品打下良好基礎(chǔ)。

通常體硅壓力傳感器的力敏電阻是采用在單晶硅片上擴散或注入雜質(zhì)的方式實現(xiàn)[13]。為了改善溫度特性,后來也采用了普通多晶硅薄膜[14],但普通多晶硅薄膜(膜厚一般大于0.3 μm)應(yīng)變因子較小,不利于提高靈敏度。近些年的研究結(jié)果表明,多晶硅納米薄膜(膜厚為90 nm)具有比普通多晶硅薄膜更優(yōu)越的壓阻特性[15-16]。重摻雜條件下其應(yīng)變因子仍可達到34,具有負應(yīng)變因子溫度系數(shù),數(shù)值小于1×10-3/℃,電阻溫度系數(shù)可小于2×10-4/℃。因此,在壓力傳感器上采用多晶硅納米薄膜作力敏電阻,可以提高靈敏度,擴大工作溫度范圍,降低溫度漂移[17]。與擴散硅壓力傳感器相比,多晶硅納米膜體硅壓力傳感器表現(xiàn)出較好的溫度特性[18]。對于表面微機械壓力傳感器,希望電阻層的厚度越薄越好,從而減小其對彈性膜片應(yīng)力分布的影響。仿真研究表明在表面微機械壓力傳感器上采用多晶硅納米薄膜作力敏電阻具有優(yōu)勢[19]。

本文研制了一種量程為2.5 MPa犧牲層結(jié)構(gòu)壓力傳感器芯片。該傳感器采用多晶硅納米膜為力敏電阻,以多晶硅為敏感膜片。

圖1 研制的傳感器芯片示意圖

1 傳感器芯片結(jié)構(gòu)

研制的傳感器芯片結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中,a為膜片長度,b為膜片寬度,H1為膜片厚度,H2為腔體高度。力敏電阻R2和R4設(shè)置在膜片中心附近,力敏電阻R1和R3設(shè)置在膜片長邊中心附近,4個電阻連接成惠斯通電橋,為便于調(diào)整電橋零點輸出,在芯片上設(shè)置了6個焊盤。傳感器電路連接如圖2所示。

圖2 研制的傳感器電路連接圖

1.1 電阻和膜片面積設(shè)計

采用LPCVD工藝制作的多晶硅薄膜,在淀積溫度為620 ℃,摻雜濃度為3×1020cm-3附近,膜厚為80 nm～100 nm的條件下,具有良好壓阻特性。縱向應(yīng)變因子Gl=34,橫向應(yīng)變因子Gt=-16.5。薄膜平均晶粒度為32 nm,電阻率為0.014 Ω·cm[15-16]。

研制的傳感器的力敏電阻采用上述多晶硅納米膜,阻值設(shè)計為2.0 kΩ。當(dāng)5 V電壓源供電,根據(jù)多晶硅單位面積最大允許功耗計算得電阻最小寬度為4.4 μm。設(shè)計時,如果電阻尺寸過小,每個電阻含有的晶粒較少,易導(dǎo)致4個電阻阻值的失配度大,因此設(shè)定電阻的寬度為14 μm。再根據(jù)電阻值要求計算電阻的長度為12 μm。

設(shè)計的膜片為長寬比為2∶1矩形。在一定壓力作用下,膜片在膜片長邊中心附近產(chǎn)生最大拉應(yīng)變,在膜片中心出現(xiàn)最大壓應(yīng)變。由于力敏電阻中心應(yīng)設(shè)置在最大縱向應(yīng)變點附近,因此,電阻設(shè)置如圖1(a)所示。R1和R3電阻上各點應(yīng)變隨位置變化較大,電阻越長,電阻長度與膜片寬度的比率愈大,電阻平均應(yīng)變越小,靈敏度越低。所以,為提高靈敏度應(yīng)減小比率。但是,太小的比率又會增大芯片面積和工藝難度。因此,應(yīng)采用合適的比率。根據(jù)傳感器設(shè)計經(jīng)驗確定電阻長度與膜片寬度的比率為1∶10。因此,確定膜片寬度b=150 μm,膜片長度a=300 μm。

1.2 膜片厚度設(shè)計

壓力傳感器設(shè)計目標之一是壓力和輸出電壓關(guān)系在量程范圍內(nèi)為線性基礎(chǔ)上提高靈敏度。非線性包含材料非線性和幾何非線性兩個方面。多晶硅是脆性材料,且抗拉強度比單晶硅的高一倍[20]。因此,在結(jié)構(gòu)設(shè)計時不考慮材料非線性問題。對于體硅壓力傳感器,當(dāng)膜片中心撓度相對于膜片厚度較大時產(chǎn)生“氣球效應(yīng)”,壓力與膜片應(yīng)力關(guān)系非線性[21],即為幾何非線性。所以,傳感器設(shè)計主要考慮幾何非線性。為了保證線性基礎(chǔ)上提高滿量程輸出,本文以在滿量程壓力下膜片中心撓度與膜片厚度之比為0.25作為膜片厚度設(shè)計準則。

在設(shè)計中,首先采用周邊固支矩形膜片模型計算膜片厚度和中心撓度,然后采用有限元方法建模仿真確定膜片厚度。

對于周邊固支的矩形薄板,長邊中心最大應(yīng)力為[22]:

(1)

式中,b為膜片寬度,H1為膜片厚度,p為壓力,設(shè)a為膜片長度,當(dāng)a=2b時,β1=0.4974。

膜片中心撓度為[22]:

(2)

式中,E=169 GPa為多晶硅的楊氏彈性模量,當(dāng)a=2b時,α=0.027 7。

當(dāng)b=150 μm,由于多晶硅抗拉強度為1.2 GPa[20],則當(dāng)壓力為2.5 MPa時σ1=1.2 GPa對應(yīng)的膜片厚度為最小膜片厚度。從式(1)和式(2)計算得H1=4.83 μm,wmax=1.84 μm。

根據(jù)計算結(jié)果,采用ANSYS有限元分析軟件建立傳感器1/4模型如圖3所示。多晶硅的力學(xué)參數(shù)采用楊氏彈性模量為169 GPa,泊松比為0.22,抗拉強度為1.20 GPa[20]。模型中腔體高度2.5 μm,模型的膜片長度為150 μm,膜片寬度為75 μm。

圖3 傳感器仿真模型

采用有限元分析方法,在2.5 MPa壓力下,傳感器模型的膜厚與中心撓度關(guān)系如圖4所示,膜厚與膜片長邊中心最大應(yīng)力關(guān)系如圖5所示,圖4和圖5中也包含相應(yīng)的采用公式計算的曲線。

從圖4和圖5可以看出,計算曲線與仿真曲線趨勢相同,說明可以采用式(1)和式(2)對本文模型進行初步估計。然而,在相同膜厚時,膜片中心撓度仿真結(jié)果比計算結(jié)果大,仿真的長邊中心最大應(yīng)力比計算值小。產(chǎn)生差異的原因是研制的傳感器結(jié)構(gòu)為臺階型,壓力作用下膜片周邊不完全固支。因此,采用有限元方法仿真數(shù)據(jù)更準確。

圖4 2.5 MPa壓力下膜厚與中心撓度關(guān)系

圖5 2.5 MPa壓力下膜厚與長邊中心應(yīng)力關(guān)系

從圖4仿真曲線看出,2.5 MPa壓力下,膜片中心撓度與膜片厚度之比為0.25的膜片厚度為6.3 μm,即為膜片設(shè)計厚度。

一定壓力下,力敏電阻變化率為:

ΔR/R=Glεl+Gtεt

(3)

式中,Gl=34為多晶硅納米膜縱向應(yīng)變因子,Gt=-16.5為多晶硅納米膜橫向應(yīng)變因子,εl為電阻的平均縱向應(yīng)變,εt為電阻的平均橫向應(yīng)變。

如圖2所示,采用恒壓源E供電,傳感器輸出:

(4)

式中,ΔR1為壓力P作用下電阻R1和R3阻值變化量,ΔR2為壓力P作用下電阻R2和R4阻值變化量,R0為無壓力下力敏電阻值,取2.0 kΩ。

建立圖3傳感器模型,模型中腔體高度2.5 μm,膜片長度為150 μm,膜片寬度為75 μm,膜片厚度為6.3 μm。仿真表明,在5 V電壓下,2.5 MPa壓力下,傳感器輸出電壓為374 mV。

1.3 腔體高度設(shè)計

在結(jié)構(gòu)設(shè)計中,如果選擇合適腔體高度,使膜片斷裂前與襯底接觸便可提高過載能力。在膜片與襯底接觸后,不可避免會產(chǎn)生非線性形變,因此,本文使用非線性接觸分析方法對腔體高度進行優(yōu)化設(shè)計,提高壓力傳感器的過載能力。

1.2.1 標本采集 該孕婦接受檢測前的遺傳咨詢并簽署同意書，根據(jù)孕周行羊膜腔穿刺，在B 超探頭引導(dǎo)下行羊膜腔穿刺術(shù)抽取羊水30ml進行培養(yǎng)以及染色體微陣列分析(chromosomal microarray analysis, CMA)。

建立圖3傳感器模型,模型中膜片長度為150 μm,膜片寬度為75 μm,膜片厚度為6.3 μm。仿真分析表明當(dāng)加載壓力使膜片上的最大應(yīng)力剛好達到多晶硅的抗拉強度時,膜片中心的撓度為2.3 μm。顯然,腔體高度H2<2.3 μm時,膜片在斷裂前可與襯底接觸,而腔體高度H2≥2.3 μm時,無需考慮膜片與襯底接觸問題。

腔體高度H2<2.3 μm時,隨著腔體高度的減小,使膜片與襯底剛好接觸所需加載的壓力也隨之減小,當(dāng)該加載壓力恰好減小到滿量程壓力時,腔體高度不可再減小,否則傳感器在量程范圍內(nèi)將出現(xiàn)非線性形變,破壞線性響應(yīng)。因此,據(jù)此可確定腔體高度的最小值。仿真表明傳感器模型對應(yīng)的腔體高度最小值為1.6 μm。在H2=1.6 μm,當(dāng)膜片上的最大應(yīng)力達到多晶硅的抗拉強度時,加載壓力為49 MPa,此壓力值即為過載壓力。其應(yīng)力分布仿真結(jié)果如圖6所示。

圖6 1.6 μm腔體高度模型的膜片上從膜片中心沿寬度方向應(yīng)力分布

在壓力傳感器實際設(shè)計中,出于工藝精度的考慮,腔體高度應(yīng)適當(dāng)大于上述最小值。若以量程的20%為余量,則研制的傳感器應(yīng)在加載3 MPa壓力時膜片剛好與襯底接觸。經(jīng)仿真得到留有余量的腔體高度為1.9 μm(在試制樣品時,實際的腔體高度為2 μm)。取腔體高度為1.9 μm進行仿真,當(dāng)加載壓力為34 MPa時,膜片最大應(yīng)力達到多晶硅的抗拉強度1.2 GPa,過載壓力達到了13倍量程。

腔體高度H2>2.3 μm時,膜片斷裂前不與襯底發(fā)生接觸,只需進行非接觸仿真分析。在H2=3 μm,當(dāng)最大應(yīng)力達到多晶硅的抗拉強度時,加載壓力為3.5 MPa,膜片應(yīng)力分布的仿真結(jié)果如圖7所示。

利用有限元分析方法,對腔體高度H2在1.6 μm～5 μm之間取不同值時進行仿真,給出了膜片最大應(yīng)力剛好達到多晶硅的抗拉強度時,襯底和膜片底部之間的距離ΔH與腔體高度H2的關(guān)系,如圖8所示。同時也給出了膜片最大應(yīng)力達到抗拉強度時所施加的過載壓力Pmax與腔體高度H2關(guān)系,如圖9所示。

圖7 3 μm腔體高度模型的膜片上從膜片中心沿寬度方向應(yīng)力分布

圖8 H2與ΔH關(guān)系

圖9 H2與Pmax關(guān)系

從圖8的仿真結(jié)果可以看到,當(dāng)H2≤2.3 μm時,ΔH=0,彈性膜片在斷裂前已經(jīng)和襯底接觸,傳感器的過載能力可得到有效提高。這一點可從圖9的仿真結(jié)果得到進一步說明,當(dāng)H2≤2.3 μm時,膜片最大應(yīng)力達到斷裂強度時所施加的過載壓力Pmax隨H2減小急劇變大,這是因為此時膜片與襯底接觸受到支撐的面積在增加,過載能力得到了不斷提高。當(dāng)H2>2.3μm時,Pmax隨著H2變大保持在最小值附近。因此,通過適當(dāng)控制腔體高度可以有效提高傳感器的抗過載能力。

總結(jié)仿真設(shè)計結(jié)果,研制的傳感器結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中,每個力敏電阻長度為12 μm,電阻寬度為14 μm,膜片長度a=300 μm,膜片寬度b=150 μm,膜片厚度H1=6.3 μm,腔體高度H2=2 μm。

2 傳感器樣品制作

采用所設(shè)計的壓力傳感器結(jié)構(gòu)試制了樣品,制造工藝主要步驟如圖10所示。

圖10 研制的傳感器工藝流程圖

傳感器主要工藝步驟如下:①在硅襯底上,采用PECVD方法淀積一層1.5μm厚二氧化硅作為第1犧牲層;②采用PECVD方法淀積0.5 μm厚二氧化硅作為第2犧牲層,如圖10(a)所示;③在犧牲層上采用LPCVD方法淀積2.5 μm厚多晶硅作為第1膜片層,經(jīng)過光刻形成腐蝕孔,如圖10(b)所示;④用氫氟酸溶液釋放犧牲層,如圖10(c)所示;⑤采用LPCVD方法淀積3.5 μm厚多晶硅作為第2膜片層,從而使腔體密封,如圖10(d)所示;⑥熱氧化0.2 μm厚二氧化硅作為絕緣層,在其上采用LPCVD方法淀積0.09 μm厚多晶硅納米薄膜作為電阻層;⑦采用PECVD方法淀積0.12 μm厚二氧化硅作為鈍化層,并利用光刻和離子注入方法對電阻層進行局部摻雜形成力敏電阻,如圖10(e)所示;⑧利用光刻技術(shù)對鈍化層進行光刻形成引線孔,蒸鋁并光刻形成金屬布線完成芯片制作,如圖10(f)所示。

研制的傳感器樣品照片如圖11所示。

圖11 研制的傳感器的照片

3 測試結(jié)果與討論

對圖11所示樣品進行了測試,測量時用5 V穩(wěn)壓源為樣品供電,主要儀器包括:ESPEC SHANGHAI型超低溫調(diào)溫箱一臺,RUSKA 7250Ⅺ型壓力控制器一臺,YO-600C型活塞式壓力計一臺。

在-40 ℃～200 ℃范圍內(nèi)調(diào)控測試環(huán)境溫度,間隔25 ℃為一個溫控點。對每個溫控點,在0～2.5 MPa范圍,采用RUSKA 7250XI型壓力控制器調(diào)控壓力,壓力每次增加或減少間隔為0.1 MPa,以一個正、反行程為一個循環(huán),連續(xù)進行3個循環(huán)測量樣品所受壓力和對應(yīng)輸出電壓。根據(jù)測量結(jié)果,繪制25 ℃正行程均值的壓力與輸出電壓關(guān)系曲線如圖12所示,計算樣品的主要性能指標如表1所示。

圖12 傳感器樣品的壓力與輸出電壓關(guān)系曲線

表1 傳感器樣品主要指標測量結(jié)果

體硅壓力傳感器彈性膜片為單晶硅,為了防止斷裂和非線性,傳感器膜片滿量程時最大應(yīng)變設(shè)計為接近5×10-4[2]。犧牲層技術(shù)壓力傳感器敏感膜片一般為多晶硅,由于多晶硅斷裂強度比單晶硅高一倍[20],并且多晶硅是脆性材料[20],因此,為了提高滿量程輸出,多晶硅膜片滿量程最大應(yīng)變可以大于單晶硅相應(yīng)值。對研制的傳感器模型仿真優(yōu)化結(jié)果表明:當(dāng)多晶硅膜片最大應(yīng)變?yōu)?.418×10-3時,膜片中心撓度與膜片厚度之比為0.25,壓力與輸出仿真曲線線性依然很好。因此,據(jù)此確定了膜片厚度設(shè)計準則。

從圖12和表1可見,傳感器樣品的輸出曲線線性較好,說明滿量程條件下,膜片中心撓度與膜片厚度之比為0.25的設(shè)計準則合理,研制的傳感器在保持壓力與輸出電壓的線性關(guān)系前提下具有較高的滿量程輸出。

研制的傳感器的過載能力測試和仿真曲線如圖13所示。測試曲線的樣品測量條件為:溫度為25 ℃,5 V電壓源供電,使用YO-600C型活塞式壓力計,壓力范圍為0～20 MPa,測量間隔為1 MPa。仿真曲線是通過將不同壓力下傳感器模型的力敏電阻平均應(yīng)變仿真值代入式(3)和式(4),計算5 V電壓源供電的傳感器輸出電壓而獲得。

圖13 研制的傳感器樣品過載能力測試與仿真結(jié)果

由圖13可見,壓力在3 MPa～4 MPa之間測量曲線出現(xiàn)轉(zhuǎn)折,說明彈性膜片開始觸底。測量曲線在加載為19 MPa時輸出突然下降,而后不隨壓力而變化。說明傳感器在此壓力下?lián)p壞,其過載壓力為18 MPa,超過了7倍量程。仿真曲線與測試曲線一致性好,說明本文給出的設(shè)計方法合理,有效提高了滿量程輸出和過載能力。

普通的體硅壓力傳感器過載壓力為2倍～5倍量程,在5V電壓下滿量程輸出為60 mV～100 mV[1-2]。通過對美國霍尼韋爾公司、瑞士Keller公司、德國Sensor technics公司、中國傳感器國家工程研究中心的產(chǎn)品研究表明[23-25],各廠家量程為2.5 MPa的體硅壓力傳感器性能指標比較接近。部分指標典型值包括:工作溫度范圍是-40 ℃～85 ℃,非線性(25 ℃)為±0.2%FS,重復(fù)性(25 ℃)為±0.1%FS,熱零點漂移為±0.02%FS/℃,熱靈敏度漂移為±0.02%FS/℃。因此,與體硅壓力傳感器相比,研制的傳感器具有體積小、靈敏度高和過載能力強的優(yōu)點,但重復(fù)性和熱靈敏度漂移性能稍差,需要在進一步研究中改進。

4 結(jié)論

對基于犧牲層技術(shù)的多晶硅納米膜壓力傳感器,通過設(shè)置合適的力敏電阻與膜片寬度比率,以及調(diào)整滿量程壓力膜片中心撓度與膜片厚度之比,可以發(fā)揮多晶硅的力學(xué)特性的優(yōu)勢提高滿量程輸出,研制的傳感器樣品測量結(jié)果表明5 V電壓下滿量程輸出為362 mV。通過調(diào)整腔體高度使彈性膜片與襯底在適當(dāng)壓力下接觸,可以在保證傳感器線性響應(yīng)的前提下有效提高傳感器的過載能力。仿真結(jié)果表明,設(shè)計的傳感器模型過載壓力可達到13倍量程。所試制的量程為2.5 MPa的傳感器樣品的過載壓力為18 MPa,超過了7倍量程。

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揣榮巖(1963-),男,沈陽工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院教授,2007年在哈爾濱工業(yè)大學(xué)獲得微電子學(xué)與固體電子學(xué)專業(yè)工學(xué)博士學(xué)位,主要研究方向是半導(dǎo)體物理、半導(dǎo)體器件和MEMS設(shè)計,me_sut@163.com;

王健(1965-),男,沈陽化工大學(xué)信息工程學(xué)院副教授,2009年在沈陽工業(yè)大學(xué)獲得微電子學(xué)與固體電子學(xué)專業(yè)工學(xué)碩士學(xué)位,現(xiàn)在沈陽工業(yè)大學(xué)攻讀博士學(xué)位,主要研究方向是MEMS傳感器設(shè)計和工藝研究,wj100_108@126.com;

代全(1990-),男,沈陽工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院研究生,2012年在沈陽工業(yè)大學(xué)獲得電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)工學(xué)學(xué)士學(xué)位,主要研究方向是MEMS加速度和壓力傳感器設(shè)計,405354223@qq.com。

AChipofHighOverloadPressureSensorBasedonSacrificialLayerTechnology*

CHUAIRongyan1,WANGJian1,2*,DAIQuan1,YANGLijian1

(1.School of Information Science and Engineering,Shenyang University of Technology,Shenyang 110870,China;2.School of Information and Engineering,Shenyang University of Chemical Technology,Shenyang 110142,China)

A chip of high overload pressure sensor based on sacrificial layer technology is presented. The sensor takes advantages of polysilicon mechanical and polysilicon nanofilm piezoresistive characteristics to increase its full scale output and overload capacity. A simulation model of the proposed sensor is designed by finite element analysis. With the analyses of static and nonlinear contact for stress distribution on the sensor membrane,a design method is proposed to improve the pressure sensor full scale output and overload capacity. And a 2.5MPa full scale pressure sensor sample is developed. The sample measurement results show that an overpressure of 7 times higher than full scale pressure,a full scale output voltage of 362 mV under a supply voltage of 5 V are achieved.

pressure sensor;overload protection;sacrificial layer technology;polysilicon nanofilm

項目來源:國家自然科學(xué)基金項目(61372019)

2014-08-05修改日期:2014-10-30

TP212

:A

:1004-1699(2014)12-1615-07

10.3969/j.issn.1004-1699.2014.12.006