SU1068747A1 - Полупроводниковый датчик давлени - Google Patents

Abstract

1ПОЛУПГОВОДНИКОВЫЙ ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ, содержащий установленный в корпусе полупроводниковый чувствительный элемент в виде мембраны, на одной стороне которой размещена тензочувствительна  схема в виде моста тензорезисторов с контактными площадками и слой защитного диэлектрика, нанесен-. ный на тензочувствительную схему, от л ичающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени  за счет снижени  . температурной погрешности, в нем слой диэлектрика покрыт по меньшей мере двум  сло ми металлических пленок, имеющих форму круга, причем слои вьтолнены из различного материала и. перекрывают мост тензорезисторов . 2.Датчик по п. 1, отличающий с   тем, что в нем на наружньш слой пленок по меньшей мере над одним из тензорезисторов нанесен дополнительный металлический слой, перекрьшающий площадь, занимаемую тензорезистором. 3.Датчик по п. I, о т л и ч а ю щ и й§ с   тем, что в сло х металлических пленок « по меньшей мере над одним из тензорезисто (О ров выполнено углубление, перекрьшающее площадь, занимаемую тензорезистором. О Ot) эо S1 4iib -sj

Description

Изобретение относитс  к приборостроению, а именно к технике измерени  давлени  полупроводникоными датчиками повышенной точности. Известен полупроводниковый датчик давлени , содержащий размещенный в корпусе улругий чувствительный элемент, на одной стороне которого расположена тензочувствительна  схема с резисторами, а на другой стороне нанесены металлические слои с различными температурными коэффициентами линейно . го расширени  1 . Недостатки устройства заключаютс  в том, что в нем не реализуютс  идентичные услоВи  теплоотвода от всех резисторов схемы и не осуш,ествл етс  защита тензочувствительной схемы от вли ни  внешней среды, что |С11Ижает точностные характеристики датчика. Наиболее близким к кзобретению по техкичсской сущности  вл етс  датчик давлени , содержащий полупроводниковый чувствительный элемент в виде мембраны с т еизочувствителыюй схемой в виде моста, в котором тепзочувствительна  схема с тензорезисторами покрыта, защитным слоем диэлектрика или достигаетс  стабильность параметров чувствительного элемента 2. Однако известный датчик давлени  отличает с  неодинаковьгми услови ми теплоотвода от тепзорезисторов схемы, что обуславливает различие температур между тензорезисторами вну ри схемы, а также между тензорезисторами и чувствительным элементом. Указанные причины , кажда  независимо друг от друга,  вл ютс  источниками температурного дрейфа нул  схемы с соответствующим снижением точности измерени . Кроме того, температурный дрейф нул  у такого датчика обуславливаетс  технологическим разбросом температурного коэффи циента сопротивлени  резисторов. Цель изобретени  - повышение точности из мерений за счет снижени  температурной погрешности . Указанна  цель достигаетс  тем, что в пол )проводниковом датчике Давлени , содержащем установленный в корпусе полупроводниковый чувствительный элемент в виде мембра ны, на одной стороне которой размещена тензочувствительна  схема в виде моста тензорезисторов с контактными площадками и слой защитного диэлектрика, нанесенным на тензочувствительную схему, слой защитного диэлектрика покрьтг по меньшей мерю двум  сло ми металлических пленок, имеющих форму круга, причем слои выполнены из различного материала и перекрьшают мост тензорезисторов . При этом в датчике на слой пле-. нок по меньшей мере над одним из тензорезисторов может быть нанесен дополнительный металлический слой, перекрывающий площадь, занимаемую тензорезистором. Кроме того, в сло х металлических пленок по меньшей мере над одним из тензорезисторов может быть выполнено углубление, перекрывающее площадь, занимаемую тензорезистором . На фиг. 1 изображен предлагаемый датчик, общий вид; на фиг. 2 - чувствительный элемент , вид сверху. Полупроводниковый датчик давле1ш  состоит из корпуса 1, в котором установлен полупроводниковый чувствительный элемент в виде мембраны 2 с тензочувствительной схемой 3 в виде моста тензорезисторов R -R. Между соединени ми 4 и контактными площадка ш 5 тензочувствительна  схема 3 с тензорезисторами - R/f закрыта слоем защитного диэлектрика 6, например окисью кремни , толидиной 0,8-1 мкм. На слой диэлектрика б методом напылени  в вакууме или каким-либо другим способом осаждены и с помощью термической обработки атомарно св заны металлические слои 7, например из хрома и никел  соответственно толпцшой 0,4 и 3 мкм. Припа нные к контактным площадкам токовьшоды В служат дл  питани  мостовой схемы и передачи выходного сигнала. Датчик работает следующим образом. При воздействии давлени  на мембрану 2 она деформируетс , вызьта  изменение сопротивлени  тензорезисторов R/j- R . Изменение сопротивлени  тензорезисторов обуславливает по вле1ше сигнала на выходе схемы, соответствзтощего измер емому давле шю. Металлические слои 7, расположенные над тензочувствительной схемой 3, улучшают и симметриPJTOT услови  тензоотвода от тензорезисторов, обеспечива  выполнение услови  стабильности л  всех тензорезисторов. Д R ) cof%8t, де Д«5; изменение сопротивлени  тензорезисторов; 5б - сопротивление тензорезисторов при j2 - температурный коэффициент изменени  сопротивлени  тензорезисторов; . Фл - температура тензорезисторов в лостом режиме; - температура тензорезисторов в чем режиме. Это позвол ет минимизировать температурый дрейф нул  мостовой схемы и тем саым повысить точность измерени . В том случае, когда мост тензорезисторов имеет большую тепловую симметрию и не соблюдаетс  условие () дл  всех тензорезисторов, в зависимости от условий тепловой симметрии, по крайней мере иад одним из теизорезисторов, например RJ схемы, на металлический слой 7 наноситс  дополнительный металлический слой 9, например из никел , толщиной 3-5 мкм, или над одним из тензорезисторов в слое

г2 7 выполн етс  углубление, перекрьшаюшее шюшадь, занимаемую тензорезистором. Така  конструкци  полупроводникового датчика давлени  позвол ет повысить точность измерени  давлени  за обеспече-. НИН услови  ull-fioj9(;f7-Tt)«conet дл  всех тензорезисторов, где основными : переменными величинами (после изготовле ни )  вл ютс  Ji и 1 .

Claims (3)

1, ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ, содержащий установленный в корпусе полупроводниковый чувствительный элемент в виде мембраны, на одной стороне которой размещена тензочувствительная схема в виде моста тензорезисторов с контактными площадками и слой защитного диэлектрика, нанесенный на тензочувствительную схему, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет снижения температурной погрешности, в нем слой диэлектрика покрыт по меньшей мере двумя слоями металлических пленок, имеющих форму круга, причем слои выполнены из различного материала и перекрывают мост тензорезисторов.

2. Датчик поп. 1, отличающийс я тем, что в нем на наружный слой пленок по меньшей мере над одним из тензорезисторов нанесен дополнительный металлический слой, перекрывающий площадь, занимаемую тензорезистором.

3. Датчик по π. 1, отличающий- с я тем, что в слоях металлических пленок g по меньшей мере над одним из тензорезисторов выполнено углубление, перекрывающее площадь, занимаемую тензорезистором.

Фиг.1

SU„„ 1068747