FR2629640A1 - Transducteur de pression hydrostatique a correction de temperature - Google Patents
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Abstract
Ce transducteur de pression hydrostatique, essentiellement élaboré en arseniure de gallium-aluminium sur substrat d'arseniure de gallium 1 comprend une couche sensible à la pression 4 et une couche sensible à la température 6. Grâce à sa structure homogène et à sa compensation rigoureuse en température, ce transducteur présente à la fois une grande fiabilité et une grande sensibilité.
Description
TRANSDUCTEUR DE PRESSION HYDROSTATIQUE
A CORRECTION DE TEMPERATURE.
A CORRECTION DE TEMPERATURE.
La présente invention concerne un transducteur de pression hydrostatique, comprenant au moins une couche semi-conductrice sensible å la pression qui est constituée d'un alliage d'au moins trois éléments des colonnes III et V du tableau périodique et dont la résistance électrique, variant avec ladite pression, a une valeur représentative de cette dernière a température constante, cette couche sensible å la pression étant solidaire d'un substrat constitué d'un alliage de deux desdits trois éléments et obtenue par épitaxie.
Les capteurs de pression a base de semi-conducteurs sont utilisés depuis une vingtaine d'années. Ils font habituellement appel a une structure comportant quatre jauges de silicium disposées en pont de Wheatstone, dopées intentionnellement par des impuretés acceptrices, de telle sorte qu'elles présentent une conductivité de type p, lesdites jauges étant réalisées par diffusion ou implantation des impuretés dans un substrat de silicium de conductivité de type n.
L'effet utilisé est la piézorésistivité, qui se manifeste par le fait que la résistance électrique de chaque jauge varie en fonction de la contrainte qu'elle subit par application de la pression
Comme la résistivité du silicium n'est sensible qu'a des contraintes uniaxiales ou biaxiales, et non pas directement å la pression hydrostatique, les capteurs de ce type sont conçus de façon que l'application d'une pression hydrostatique se traduise par l'apparition de telles contraintes.Pour cela, ces capteurs comportent une membrane réalisée par gravure d'une de leurs faces, qui est mise å une pression de référence, tandis que l'autre face, qui supporte les jauges de contrainte, est mise à la pression hydrostatique a mesurer, de manière qu'apparaisse sur cette face un système de contraintes principalement dirigées selon le plan de la membrane.
Comme la résistivité du silicium n'est sensible qu'a des contraintes uniaxiales ou biaxiales, et non pas directement å la pression hydrostatique, les capteurs de ce type sont conçus de façon que l'application d'une pression hydrostatique se traduise par l'apparition de telles contraintes.Pour cela, ces capteurs comportent une membrane réalisée par gravure d'une de leurs faces, qui est mise å une pression de référence, tandis que l'autre face, qui supporte les jauges de contrainte, est mise à la pression hydrostatique a mesurer, de manière qu'apparaisse sur cette face un système de contraintes principalement dirigées selon le plan de la membrane.
Grâce à un choix judicieux de l'emplacement des jauges par rapport à ce système de contraintes, la résistance de deux des jauges du pont augmente avec la pression appliquée, tandis que la résistance des deux autres diminue. Le pont de
Wheatstone est alors déséquilibré et un signal dépendant de la pression peut ainsi etre obtenu.
Wheatstone est alors déséquilibré et un signal dépendant de la pression peut ainsi etre obtenu.
Pour réaliser, avec un tel capteur, un transducteur de pression absolue, l'élément sensible en silicium doit etre scellé sous pression nulle, par exemple par un verre de type
Pyrex.
Pyrex.
Bien que leurs propriétés soient assez satisfaisantes dans de nombreuses applications, ces capteurs présentent cependant quelques limitations qui en genent l'utilisation dans des cas particuliers, éventuellement importants.
En particulier, non seulement le signal délivré par les capteurs de ce type est intrinsèquement représentatif à la fois de la pression et de la température, mais surtout une correction en température de ce signal représentatif de la pression et de la température s'est toujours avérée extremement délicate.
En effet, dans le meilleur des cas, une telle correction est réalisée grâce à une sonde de température disposée sur la meme face que les jauges, mais en dehors de la membrane pour ne pas subir les contraintes liées à la pression; or, en raison de la structure hétérogène du capteur et du fait que la sonde de température ne se situe pas dans le meme environnement que les jauges, la constante de temps de mise en équilibre thermique de la sonde en cas de variation de température, et/ou la variation des effets de relaxation mécanique consécutifs à une dilatation, dont la constante de temps est de l'ordre de une minute à une heure, ne sont jamais les memes pour la sonde et pour les jauges, de sorte que le signal représentatif de la pression ne peut pas être efficacement corrigé dans les cas ou la pression et/ou la température varient rapidement.
De façon plus générale, ces capteurs connus font apparaitre tous les problèmes inhérents à une structure composite, notamment des problèmes de stabilité à long terme et d'hystérésis.
On connait par ailleurs des matériaux semi-conducteurs présentant une bonne sensibilité à la pression hydrostatique, propres à fournir un signal de réponse fonction de cette pression sans le recours à des structures complexes propres à la convertir en des contraintes uniaxiales ou biaxiales.
De nombreux matériaux de ce type ont été récemment étudiés, leur comportement en pression n'étant le plus souvent observé qu'en vue de la mise en évidence d'autres propriétés utilisables dans d'autres secteurs de la technique, comme la micro-électronique ou 1 'opto-électronique.
Parmi ces matériaux figurent notamment les semi-conducteurs indium - antimoine, gallium - antimoine, aluminium arsenic, indium - phosphore, arsenic - gallium, arsenic indium, et leurs mélanges, dopés de type n par un élément des colonnes IV ou VI, en particulier par du silicium, de l'étain, du tellure, du soufre ou du sélénium.
En particulier, l'arseniure de gallium - aluminium a fait l'objet de plusieurs publications et son comportement en pression ou en température a été décrit dans: - "Pressure and compositional dependences of the Hall coefficient in AlxGal,xAs and their significance",
N.Lifshitz, A.Jayaraman, R.A.Logan, Physical Review B, Vol.
N.Lifshitz, A.Jayaraman, R.A.Logan, Physical Review B, Vol.
21, No 2, (5 Janvier 1980), pp.670 à 678;
- "The conduction band structure and deep levels in Gal,xA1#As alloys from a high pressure expriment
A.Saxena, J. Phys. C: Solid State Phys. 13, (1980), pp.4323 à 4334; et
- "Comprehensive analysis of Si-doped A1,Gal,xAs (x=0 to 1); Theory and experiments", N.Chand, T.Henderson,
J.Klem, W.T.Masselink, R.Fisher, The American Physical
Society, Physical Review B, Vol.30, No 8, (15 octobre 1984), pp. 4481 à 4492.
- "The conduction band structure and deep levels in Gal,xA1#As alloys from a high pressure expriment
A.Saxena, J. Phys. C: Solid State Phys. 13, (1980), pp.4323 à 4334; et
- "Comprehensive analysis of Si-doped A1,Gal,xAs (x=0 to 1); Theory and experiments", N.Chand, T.Henderson,
J.Klem, W.T.Masselink, R.Fisher, The American Physical
Society, Physical Review B, Vol.30, No 8, (15 octobre 1984), pp. 4481 à 4492.
Si ces matériaux manifestent une sensibilité assez élevée à la pression hydrostatique, ils montrent aussi une sensibilité à la température qui, selon les alliages considérés et la valeur du dopage, peut être très importante.
Ce problème d'une dépendance en température du signal de sortie supposé représenter la pression se pose même, avec des matériaux de ce type, de façon a priori tellement plus aigüe que dans le cas des capteurs à jauges piézorésistives de silicium que l'homme de l'art est naturellement conduit a écarter leur emploi pour la réalisation industrielle de capteurs de pression susceptibles d'être soumis à des variations rapides ou importantes de la température.
Dans ce contexte cependant, l'invention propose un moyen simple de compensation, en fonction de la température, du signal de sortie d'un capteur de pression hydrostatique comprenant un alliage d'au moins trois éléments des colonnes
III et V du tableau périodique, permettant de tirer parti, même dans un milieu industriel, des avantages que présentent ces matériaux dans leur application aux capteurs de pression hydrostatique.
III et V du tableau périodique, permettant de tirer parti, même dans un milieu industriel, des avantages que présentent ces matériaux dans leur application aux capteurs de pression hydrostatique.
L'invention repose sur la mise en évidence du fait que les limitations qui s'appliquent aux sondes thermiques dans le cas des capteurs à jauges piézorésistives de silicium ne s'appliquent pas dans le cas des capteurs directement sensibles à la pression hydrostatique, du type précédemment mentionné, en raison de la structure homogène de ces derniers.
Un transducteur de pression hydrostatique conforme a l'invention, qui comprend au moins une couche semi-conductrice sensible à la pression, constituée d'un alliage d'au moins trois éléments des colonnes III et V du tableau périodique et dont la résistance électrique, variant avec ladite pression, a une valeur représentative de cette dernière a température constante, cette couche sensible a la pression étant solidaire d'un substrat constitué d'un alliage d'au moins deux desdits trois éléments et obtenue par épitaxie, comprend en outre un capteur de température, supporté par le même substrat et susceptible de fournir un signal représentatif de la température de ce dernier.
Dans une forme de réalisation préférée du transducteur, la couche sensible à la pression est constituée d'arseniure de gallium-aluminium A1,Gal,xAs dont la teneur relative (x) en aluminium est comprise entre 0.25 et 0.40, et le substrat est constitué d'arseniure de gallium.
Plus avantageusement encore, la teneur relative (x) en aluminium de la couche sensible à la pression est comprise entre 0.27 et 0.37, et a une valeur optimale comprise entre 0.29 et 0.35, et plus précisément encore entre 0.32 et 0.33.
De préférence, cette couche sensible à la pression est dopée par des impuretés de la colonne IV A et/ou de la colonne VI A du tableau périodique, plus particulièrement les éléments Si, Ge, Sn, S, Se, et Te, à une concentration totale comprise entre 2.1017 et 1020 atomes par centimètre cube.
Pour optimiser les corrections de température, il est avantageux que le capteur de température soit lui-meme essentiellement constitué d'une couche semi-conductrice sensible à la température qui présente une distribution tridimensionnelle d'électrons, qui est constituée d'un alliage des mêmes éléments que ceux de la couche sensible à la pression, et dont la résistance électrique, variant avec la température du substrat, a une valeur représentative de cette dernière à pression constante, cette couche sensible à la température étant également obtenue par épitaxie.
Dans le cas où la couche sensible à la pression est constituée d'arseniure de gallium-aluminium, la couche sensible à la température est de préférence également constituée d'arseniure de gallium-aluminium A1,Gal,yAs, avec une teneur relative (y) en aluminium comprise entre 0 et 0.25 ou entre 0.45 et 1.
Dans ce cas, lesdites couches sensibles à la pression et a la température peuvent être empi#lées l'une sur l'autre et séparées par une couche d'isolation.
Cette couche d'isolation est de préférence non dopée, formée par épitaxie, constituée d'arseniure de gallium-aluminium AlzGaî#zAs dont la teneur relative (z) en aluminium est comprise entre 0.40 et 0.50, et séparée du substrat au moins par la couche sensible à la pression.
Selon un mode de réalisation, le transducteur de l'invention comprend une première zone dans laquelle les couches sensibles et d'isolation sont empilées les unes sur les autres, et une seconde zone, latéralement déplacée par rapport à la première, dans laquelle au moins la couche sensible supérieure a au moins été partiellement ôtée; il comprend en outre une première paire de contacts métalliques établis dans la première zone, séparés l'un de l'autre par une première distance, et une seconde paire de contacts métalliques établis dans la seconde zone, séparés l'un de l'autre par une seconde distance.
La première distance est avantageusement inférieure au double de la quantité représentée par la racine carrée de: rho0.e0/( eO/((rh l/el)+(rh 2/e2)), dans laquelle rho0, rhol et rho2 sont les résistivités respectives de la couche d'isolation, de la couche sensible la plus éloignée du substrat, et de la couche la plus proche du substrat, et dans laquelle eg, el, et e2 sont les épaisseurs respectives de la couche d'isolation, de la couche sensible la plus éloignée du substrat, et de la couche la plus proche du substrat. De préférence, la seconde distance est alors supérieure à cette même quantité.
D'autres caractéristiques et avantages de 1'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, å titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels:
- la figure 1 est une vue en coupe d'un transducteur conforme à l'invention, faite suivant la ligne I-I de la figure 2;
- la figure 2 est une vue en plan d'un transducteur conforme a l'invention,
- la figure 3 est une vue en coupe d'un montage utilisant un transducteur conforme à l'invention.
- la figure 1 est une vue en coupe d'un transducteur conforme à l'invention, faite suivant la ligne I-I de la figure 2;
- la figure 2 est une vue en plan d'un transducteur conforme a l'invention,
- la figure 3 est une vue en coupe d'un montage utilisant un transducteur conforme à l'invention.
Le transducteur T de la figure 1 comprend un substrat 1, réalisé dans un alliage binaire d'éléments des colonnes III et V du tableau de Mendeleiev, et de préférence en arseniure de gallium GaAs, rendu-semi-isolant par exemple par introduction de chrome. L'épaisseur de ce substrat est par exemple de l'ordre de 300 micromètres et sa résistivité est aussi élevée que possible.
Sur le substrat 1 est déposée par épitaxie une couche tampon 2, de même composition que le substrat, et d'une épaisseur d'au moins 1 micrometre environ, le rôle de cette couche étant d'offrir aux couches suivantes une surface d'appui de bonne planéité et de bonne qualité cristallographique.
Sur la couche tampon 2 est ensuite déposée par épitaxie une couche de séparation 3 non dopée et constituée d'un alliage d'au moins trois éléments des colonnes III et V du tableau de Nendeleiev, parmi lesquels figurent les deux éléments constituant le substrat, les éléments des colonnes III et V étant présents dans les mêmes proportions.
Par exemple, cette couche de séparation peut être constituée par un alliage InuGal~uAsvPl~v.
Dans le cas ou le substrat est en arseniure de gallium, cette couche est de préférence constituée d'arseniure de gallium-aluminium AluGal~uAs et sa teneur relative (u) en aluminium est, à sa surface supérieure, au moins égale à 0.25.
Le rôle de cette couche de séparation, dont l'épaisseur est de l'ordre de quelques centièmes de micrométres, est d'éviter l'apparition d'une couche bidimensionnelle d'électrons å l'interface avec la couche suivante.
Sur la couche de séparation 3 est déposée par épitaxie une couche active 4 composée des mêmes éléments que la couche de séparation, quoiqu'en proportions éventuellemnt différentes, a savoir l'arseniure de gallium-aluminium AlxGal,xAS pour un substrat en GaAs.
La couche active, qui est sensible à la pression, a une épaisseur de quelques dixièmes de micromètre a quelques micromètres, et est dopée par des impuretés de la colonne IV
A et/ou de la colonne VI A, plus précisément par au moins un des éléments Si, Ge, Sn, S, Se, et Te, à une concentration totale comprise entre 2.1017 et 1020 atomes par centimètre cube, de manière à devenir le siège d'une distribution tridimensionnelle d'électrons. A titre d'exemple non limitatif, la couche active peut être dopée de silicium à une concentration de 1019 atomes par centimètre cube.
A et/ou de la colonne VI A, plus précisément par au moins un des éléments Si, Ge, Sn, S, Se, et Te, à une concentration totale comprise entre 2.1017 et 1020 atomes par centimètre cube, de manière à devenir le siège d'une distribution tridimensionnelle d'électrons. A titre d'exemple non limitatif, la couche active peut être dopée de silicium à une concentration de 1019 atomes par centimètre cube.
La teneur relative (x) en aluminium de la couche sensible 4 est comprise entre 0.25 et 0.40, plus avantageusement encore entre 0.27 et 0.37, et plus précisément entre 0.29 et 0.35, les valeurs comprises entre 0.32 et 0.33 étant optimales.
La teneur relative (u) en aluminium a la surface supérieure de la couche de séparation 3, dont il a déjà été précisé qu'elle était au moins égale à 0.25, doit en outre être au moins égale à la teneur relative (x) en aluminium de la couche sensible 4. Hormis cette contrainte, la couche de séparation 3 peut avoir une teneur en aluminium constante sur toute l'épaisseur de cette couche, ou présenter un gradient croissant de teneur en aluminium de sa surface la plus proche du substrat vers sa surface supérieure.
A ce stade du processus d'élaboration, chacune des couches 2 à 4 s'étend a priori sur toute la surface du substrat 1: ce n'est que par une opération ultérieure de gravure que ces couches peuvent être conformées en îlots tels que ceux qui apparaissent sur la gauche et sur la droite des figures 1 et 2; cependant, après dépôt des couches 2 à 4 sur le subtrat 1, plusieurs solutions sont possibles.
La première consiste à graver ces couches pour obtenir un îlot tel que celui qui est formé dans la zone de gauche du transducteur des figures 1 et 2, puis de déposer sur une seconde zone du transducteur, de préférence une zone dans laquelle le substrat a été mis à nu, une sonde de température propre à fournir un signal représentatif de la température du substrat, par exemple constituée par une couche mince métallique.
Une autre possibilité, correspondant au mode de réalisation de l'invention qui est représenté sur les figures 1 et 2 et à l'utilisation préférentielle d'un substrat en arseniure de gallium, consiste, avant toute gravure des couches 2 à 4, à déposer d'autres couches sur ces dernières, de la façon ci-après décrite.
Une couche d'isolation 5, non dopée, constituée d'arseniure de gallium-aluminium AIZGal,zAs dont la teneur relative (z) en aluminium est par exemple comprise entre 0.40 et 0.50, est déposée par épitaxie sur la couche sensible à la pression 4.
Sur cette dernière couche d'isolation 5 est ensuite déposée, également par épitaxie, une couche 6 sensible à la température, constituée d'arseniure de gallium-aluminium AlyGal,yAs dont la teneur relative (y) en aluminium est comprise entre 0 et 0.25 ou entre 0.45 et 1.
Dans cette structure, les couches sensibles a la pression 4, et a la température 6, sont donc empilées l'une sur l'autre et séparées par la couche d'isolation 5, cette dernière étant séparée du substrat par la couche sensible a la pression 4 et par les couches tampon 2 et de séparation 3.
De façon plus précise, la teneur en aluminium de la couche d'isolation est choisie de façon que les barrières électroniques entre cette couche et chacune des couches sensibles soient maximales.
Typiquement, les couches 4, 5, et 6 ont une épaisseur de l'ordre de 2 micromètres.
Contrairement à la couche d'isolation, qui n'est pas dopée, la couche sensible à la température 6 est, comme la couche sensible à la pression, dopée de type n par des impuretés de la colonne IV A et/ou de la colonne VI A, plus précisément par au moins un des éléments Si, Ge, Sn, S, Se, et Te, le silicium et l'étain en constituant les exemples les plus typiques.
Sur la couche 6 sensible à la température est déposée par épitaxie une couche 7 d'arseniure de gallium GaAs, dite "couche de reprise de contact", d'une épaisseur de 5 a 50 nanometres, permettant l'établissement d'un bon contact électrique entre une couche de métallisation 8 qui la recouvre et l'une ou l'autre des couches sensibles à la pression 4 et i la température 6.
ta couche de métallisation 8, par exemple constituée d'or germanium - nickel alliés vers 450go ou 500pu, constitue des plots séparés 8a, 8b, 8c, et 8d.
Après ces opérations de dépôt intervient un processus de gravure destiné å conduire, par exemple, à la structure des figures 1 et 2.
Les couches 7 à 2 déposées sur le substrat 1 sont taillées de manière à former deux ilôts, apparaissant respectivement dans la première zone la, a droite des figures 1 et 2, et dans la seconde zone lb, a gauche.
Puis, dans la seconde zone, les couches supérieures 7 à 5 sont ôtées, à l'exception des plots de métallisation, de sorte qu'en dehors de ces derniers, la couche sensible à la pression 4 constitue la couche externe.
La géométrie de l'ensemble est tel que la distance entre les plots de la première zone est très avantageusement inférieure au double de la quantité représentée par la racine carrée de: rhoO.eO/((rhol/el)+(rho2/e2)),dans laquelle rhog, rhol, et rho2 sont les résistivités respectives de la couche d'isolation 5, de la couche 6 sensible à la température (qui est la plus éloignée du substrat), et de la couche 4 sensible à la pression (qui est la plus proche du substrat), et dans laquelle eg, el, et e2 sont les épaisseurs respectives de la couche d'isolation, de la couche sensible la plus éloignée du substrat, et de la couche la plus proche du substrat.
La distance entre les plots de la seconde zone est, quant à elle, de préférence supérieure a cette même quantité.
Dans une telle structure, les courants électriques dominants qui sont susceptibles d'être appliqués par des sources de courant extérieures entre les plots 8a, 8b d'une part, et 8c, 8d d'autre part, suivent les chemins indiqués schématiquement par des flèches sur la figure 1.
Si ces sources délivrent des courants constants et connus, la tension entre les plots Sa et 8b est essentiellement représentative de la température du transducteur T que constitue la structure décrite, donc en particulier du substrat 1, tandis que la tension entre les plots 8c et 8d est essentiellement représentative de la pression à laquelle est soumis ce transducteur.
Le signal représentatif de la température peut être utilisé, de façon en soi connue, mais avec une efficacité propre à la présente invention, pour corriger le signal représentatif de la pression, sans qu'apparaissent des problèmes d'hétérogénéité d'environnement des couches sensibles présentes dans le transducteur.
De préférence, comme le montre la figure 2, le canal de conduction de la première zone est plus étroit que le canal de conduction de la seconde zone, de façon que ces deux canaux présentent des résistances électriques du même ordre de grandeur.
Après la gravure, réalisée conformément aux indications qui précèdent, il est très préférable, comme cela est bien connu de façon générale dans le domaine des semi-conducteurs, de procéder å une passivation du transducteur. Cette dernière est effectuée par le dépôt d'une couche de passivation qui recouvre toute la structure, puis par une ouverture sélective de cette couche de passivation, permettant de ne remettre a nu que les plots 8a a 8d, ces derniers recevant ultérieurement une nouvelle couche de métallisation qui dépasse le niveau de la couche de passivation.
La figure 3 représente un mode de montage possible d'un transducteur conforme à la présente invention.
Le support du transducteur est constitué par une pièce d'acier 9 qui, à l'exception d'un filetage 10 et d'une tête à méplats 11 permettant son vissage, d'une surface transversale plane d'appui 12 et d'un décrochement périphérique interne 13, est de forme sensiblement cylindrique.
Le transducteur T est, du côté du décrochement, collé au moyen d'une colle souple sur la surface d'appui 12, dans laquelle sont pratiqués quatre alésages 12a, 12b, 12c, 12d, dont deux sont visibles sur la figure 3.
Une borne électrique traversante, telle que 14a, 14b, 14c est maintenue dans chacun des alésages au moyen d'une perle de verre telle que 15a, 15b, qui assure d'une part la solidarisation de chaque borne avec la surface d'appui 12, d'autre part l'isolation électrique de cette borne et de cette surface, et enfin une obturation étanche des alésages 12a à 12d.
Du côté du décrochement 13, chaque borne électrique est connectée à un plot tel que 8c ou 8d du transducteur T, l'ensemble étant noyé dans un volume d'huile isolante fermé par une membrane déformable en acier 16 soudée sur le décrochement 13.
La pièce 9 ainsi conçue peut être vissée sur la paroi de toute enceinte dans laquelle règne une pression P å mesurer.
Cette dernière, transmise à travers la membrane déformable 16 au volume d'huile baignant le transducteur, soumet ce dernier à une pression hydrostatique et à une température qui sont mesurés grâce aux variations de résistance détectées, aux bornes 14a à 14d, à l'extérieur de l'enceinte.
Claims (12)
1. Transducteur de pression hydrostatique, comprenant au moins une couche semi-conductrice sensible à la pression qui est constituée d'un alliage d'au moins trois éléments des colonnes III et V du tableau périodique et dont la résistance électrique, variant avec ladite pression, a une valeur représentative de cette dernière à température constante, cette couche sensible à la pression étant solidaire d'un substrat constitué d'un alliage d'au moins deux desdits trois éléments et obtenue par épitaxie, ce transducteur comprenant en outre un capteur de température, supporté par le même substrat et susceptible de fournir un signal représentatif de la température de ce dernier.
2. Transducteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite couche sensible à la pression est constituée d'arseniure de gallium-aluminium AlxGaï#xAs dont la teneur relative (x) en aluminium est comprise entre 0.2S et 0.40, et en ce que le substrat est constitué d'arseniure de gallium.
3. Transducteur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la teneur relative (x) en aluminium de ladite couche d'arseniure de gallium-aluminium est comprise entre 0.27 et 0.37.
4. Transducteur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la teneur relative (x) en aluminium de ladite couche d'arseniure de gallium-aluminium est comprise entre 0.29 et 0.35.
5. Transducteur suivant l'une quelconque des revendications 2 a 4, caractérisé en ce que ladite couche sensible à la pression est dopée par des impuretés de la colonne IV A et/ou de la colonne VI A du tableau périodique, å une concentration totale comprise entre 2.1017 et 1020 atomes par centimètre cube.
6. Transducteur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit capteur de température est lui-meme essentiellement constitué d'une couche semi-conductrice sensible à la température qui présente une distribution tridimensionnelle d'électrons, qui est constituée d'un alliage des mêmes éléments que ceux de la couche sensible à la pression, et dont la résistance électrique, variant avec la température du substrat, a une valeur représentative de cette dernière à pression constante, cette couche sensible à la température étant également obtenue par épitaxie.
7. Transducteur suivant la revendication 6 combinée à l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que ladite couche sensible à la température est constituée d'arseniure de gallium-aluminium AlyGal,yAs dont la teneur relative (y) en aluminium est comprise entre 0 et 0.25 ou entre 0.45 et 1.
8. Transducteur suivant la revendication 7, caractérisé en ce que lesdites couches sensibles à la pression et à la température sont empilées l'une sur l'autre et séparées par une couche d'isolation.
9. Transducteur suivant la revendication 8, caractérisé en ce que ladite couche d'isolation est non dopée, formée par épitaxie, constituée d'arseniure de gallium-aluminium AlzGal~zAs dont la teneur relative (z) en aluminium est comprise entre 0.40 et 0.50, et séparée du substrat au moins par la couche sensible à la pression.
10. Transducteur suivant la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce qu'il comprend une première zone dans laquelle les couches sensibles et d'isolation sont empilées les unes sur les autres, et une seconde zone dans laquelle au moins la couche sensible supérieure a au moins été partiellement ôtée, et en ce qu'il comprend en outre une première paire de contacts métalliques établis dans la première zone, séparés l'un de l'autre par une première distance, et une seconde paire de contacts métalliques établis dans la seconde zone, séparés l'un de l'autre par une seconde distance.
11. Transducteur suivant la revendication 10, caractérisé en ce que ladite première distance est inférieure au double de la quantité représentée par la racine carrée de: rho0.e0/( (rho1/e1)+(rho2/e2)), dans laquelle rhogr rho1, et rho2 sont les résistivités respectives de la couche' d'isolation, de la couche sensible la plus éloignée du substrat, et de la couche la plus proche du substrat, et dans laquelle eg, el, et e2 sont les épaisseurs respectives de la couche d'isolation, de la couche sensible la plus éloignée du substrat, et de la couche la plus proche du substrat.
12. Transducteur suivant la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que ladite seconde distance est supérieure a la quantité représentée par la racine carrée de: rho0 . e0/ ( (rho1/e1) + (rho2/e2)), dans laquelle rhogl rhol, et rho2 sont les résistivités respectives de la couche d'isolation, de la couche sensible la plus éloignée du substrat, et de la couche la plus proche du substrat, et dans laquelle eg, e1, et e2 sont les épaisseurs respectives de la couche d'isolation, de la couche sensible la plus éloignée du substrat, et de la couche la plus proche du substrat.
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Citations (2)
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-
1988
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Patent Citations (2)
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| DE3937205A1 (de) * | 1989-11-08 | 1991-05-16 | Deutsch Franz Forsch Inst | Messeinrichtung zur erfassung einer physikalischen groesse |
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| FR2661558A1 (fr) * | 1990-04-27 | 1991-10-31 | Schlumberger Ind Sa | Transducteur de pression hydrostatique. |
| US5187984A (en) * | 1990-04-27 | 1993-02-23 | Schlumberger Industries | Hydrostatic pressure transducer |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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