최근 몇 년 동안 우리 나라의 센서 기술이 빠르게 발전하고 있으며 응용 분야도 확장되고 있습니다. 가장 성숙한 유형의 현대적인 측정 기술, 새로운 기술, 새로운 재료 및 새로운 공정이 압력 센서 분야에서 지속적으로 등장하고 있습니다.
압력 센서는 압력 신호를 감지하고 특정 규칙에 따라 전기 신호로 변환하는 데 사용되는 장치입니다. 그것은 다양한 생산, 산업 및 항공 우주 분야에서 널리 사용됩니다. 응용 분야의 세분화, 고온 및 고온 오일 우물 및 다양한 엔진 공동과 같은 가혹한 환경의 압력 측정과 함께 일반적인 압력 센서에 사용되는 재료는 특정 온도를 초과하는 반면 (예 : 120 ° C보다 낮은 온도)를 초과합니다. ° C)가 실패하여 압력 측정 실패가 발생합니다. 따라서 고온 압력 센서는 매우 중요한 연구 방향이됩니다.
고온 분류압력 센서
사용 된 다른 재료에 따르면, 고온 압력 센서는 폴리 실리콘 (폴리 -SI) 고온 압력 센서, SIC 고온 압력 센서, SOI (실리콘) 고온 압력 센서, SOS (Silicon on Sapphire) Silicon-Sapphire Conductions로 나눌 수 있습니다. SOI 고온 압력 센서의 전망은 매우 이상적입니다. 다음은 주로 SOI 고온 압력 센서를 소개합니다.
SOI 고온 압력 센서
SOI 고온 압력 센서의 개발은 주로 SOI 재료의 상승에 의존합니다. SOI는 절연체의 실리콘이며, 주로 Si 기판 층과 SIO2를 갖는 Si 상단 층 장치 사이에 형성된 반도체 재료를 주로 지칭합니다. 실리콘은 장치의 신뢰성을 향상시킵니다. 추가로 SOI 장치 층의 고온 특성으로 인해 고온 압력 센서를 준비하는 데 이상적인 재료가됩니다.
현재, SOI 고온 압력 센서는 해외에서 성공적으로 개발되었으며, 작동 온도는 -55 ~ 480 ° C이며, 미국의 Goodrich Advanced Sensor 기술 센터에서 개발 한 -55 ~ 500 ° C SOI 고온 압력 센서; 프랑스 Leti Institute에서 개발 한 SOI 고온 압력 센서는 400 ° C 이상의 작업 온도를 가지고 있습니다. 도구 연구 기관은 Xi'an Jiaotong University, Tianjin University 및 Peking University와 같은 SOI 고온 압력 센서에 대한 연구를 수행하고 있습니다. 또한 Fatri Future Advanced Technology Research Institute of Fatri도 관련 연구 작업을 수행하고 있으며 현재 프로젝트는 시연 단계에 들어갔습니다.
SOI 고온 압력 센서의 작동 원리
원칙적으로, SOI 고온 압력 센서는 주로 단결정 실리콘의 압전성 효과를 사용한다. 도 2 (a)에 도시 된 바와 같이 밀 스톤 브리지를 형성하는 장치 층; 압력 등 캐비티는 SOI 기판 층에서 에칭되어 압력 민감성 구조를 형성한다.
그림 2 (a) Wheatstone Bridge
압력에 민감한 구조가 공기 압력에 노출되면, 피에 조 스티어의 저항이 변화하여 출력 전압 VOUT가 변경되며 압력 값은 출력 전압 값과 Piezoresistor의 저항 값 사이의 관계를 통해 측정됩니다.
SOI 고온 압력 센서의 제조 공정
SOI 고온 압력 센서의 준비 과정에는 여러 MEMS 프로세스가 포함됩니다. 주로 압전 저항 준비, 금속 납 준비, 압력에 민감한 필름 준비 및 압력 챔버 포장을 포함하여 센서의 프로세스를 이해하기 위해 여기에 몇 가지 주요 단계가 간략하게 도입됩니다.
바리스터의 준비의 핵심은 도핑 농도의 제어 및 후속 에칭 성형 공정의 최적화에있다; 금속 리드 층은 주로 Wheatstone Bridge의 연결 역할을합니다. 압력 민감성 필름의 제조는 주로 깊은 실리콘 에칭 과정에 의존한다. 공동의 포장은 일반적으로 압력 센서의 적용에 따라 다릅니다.
현재 상용화 된 고온 압력 센서는 고온 오일 우물 및 에어로 엔진과 같은 특수한 가혹한 환경의 압력 측정 요구 사항을 잘 충족시킬 수 없기 때문에 고온 압력 센서에 대한 향후 연구는 불가피 해졌으며, 특수 구조 및 고온 특성에 대한 디는 고온 압력 센서에 이상적인 재료가되었습니다. SOI 고온 압력 센서에 대한 향후 연구는 고온 가혹한 환경에서 센서의 장기 안정성 및자가 혼합 문제를 해결하고 압력 센서의 정확성을 향상시키는 데 중점을 두어야합니다. 측면.
물론, 지능형 시대의 출현에는 다른 여러 분야의 기술과 결합 된 SOI 고온 압력 센서가 필요합니다. 자체 보상, 자체 보석 및 정보 저장과 같은보다 지능적인 기능을 센서에 가져와 복잡한 고온 환경 압력을 감지하는 임무를 더 잘 감지 할 수 있습니다. .
후 시간 : 3 월 3 일