SOI高温压力传感器设计及制备技术研究

【摘要】在高温恶劣环境下，气体压力参数的敏感测试由于敏感头的机械结构功能退化、连接引线高温失效等问题，是无法进行实时动态测量的。因此，要对压力传感器进行高温设计，从敏感头材料到连接线材料，及至封装管壳的选取，都要使用在高温下性能仍然稳定的材料，而且要从整个传感器设计上，采用耐高温的设计，以确保压力传感器能够在高温下稳定正常工作。本文采用SOI材料作用敏感头材料，使敏感头在高温下避免了本征半导体被激发，而导致的PN结反向导通的问题；采用MEMS工艺加工的方法，确保了SOI压力传感器敏感头机械性能的稳定和机械结构的可靠性；以耐高温金属材料作为金属引线材料，使压力传感器在封装上能够耐得住高温恶劣环境的影响；使用与传感器热膨胀系数似的陶瓷管壳作为封装管壳，降低了压力传感器在高温下热应力，提高了压力传感器在高温恶劣环境下稳定性与灵敏度。根据上述高温压力传感器的设计思路，在高温压力传感器的设计过程中，采用理论与仿真并行的方法，将传感器按结构进行分部分研究，得到了传感器的各个部分适合高温恶劣环境下工作的设计方案。经过MEMS工艺制备和封装，得到高温压力传感器的样机，根据测试结果，得到了本文提出的SOI高温压力传感器的性能参数和最高稳定工作温度点，为后续制作耐更高温度的压力传感器提供了理论和参考依据。
【作者】王伟；
【导师】熊继军；梁庭；
【作者基本信息】中北大学，物理电子学，2014，硕士
【关键词】压力传感器；SOI；耐高温设计；MEMS工艺制备；

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