Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae technoleg synhwyrydd fy ngwlad yn datblygu'n gyflym, ac mae ei feysydd cymhwysiad hefyd yn ehangu. Gan fod y math mwyaf aeddfed o dechnoleg fesur fodern, mae technolegau newydd, deunyddiau newydd a phrosesau newydd yn dod i'r amlwg yn gyson ym maes synwyryddion pwysau.
Mae synhwyrydd pwysau yn ddyfais a ddefnyddir i ganfod signalau pwysau a'u troi'n signalau trydanol yn unol â rhai rheolau. Fe'i defnyddir yn helaeth mewn amryw gynhyrchu, diwydiannol ac awyrofod. Gydag israniad meysydd cymhwysiad, mesur pwysau mewn tymheredd uchel ac mae amgylcheddau llym fel ffynhonnau olew tymheredd uchel a cheudodau injan amrywiol yn dod yn fwy a mwy pwysig, tra bod y deunyddiau a ddefnyddir mewn synwyryddion pwysau cyffredin yn is na thymheredd penodol, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft, er enghraifft. ° C) yn methu, gan arwain at fethiant mesur pwysau. Felly, mae'r synhwyrydd pwysau tymheredd uchel yn dod yn gyfeiriad ymchwil pwysig iawn.
Dosbarthiad tymheredd uchelsynwyryddion pwysau
Yn ôl y gwahanol ddefnyddiau a ddefnyddir, gellir rhannu synwyryddion pwysau tymheredd uchel yn synwyryddion pwysau tymheredd uchel polysilicon (poly-si), synwyryddion pwysau tymheredd uchel SIC, SOI (silicon ar ynysydd) Synwyryddion pwysau tymheredd uchel, sensores silicon silicon o silicon silicon y silicon, Mae'r sefyllfa ddatblygu gyfredol, statws ymchwil a rhagolygon synwyryddion pwysau tymheredd uchel SOI yn ddelfrydol iawn. Mae'r canlynol yn cyflwyno'r synhwyrydd pwysau tymheredd uchel SOI yn bennaf.
Synhwyrydd pwysau tymheredd uchel soi
Mae datblygu synwyryddion pwysau tymheredd uchel SOI yn dibynnu'n bennaf ar gynnydd deunyddiau SOI.SOI yn silicon ar ynysydd, sy'n cyfeirio'n bennaf at y deunydd lled-ddargludyddion a ffurfiwyd rhwng haen Si swbstrad Si a haen dyfais haen uchaf SI gyda SiO2 fel y mae porthiant yn galluogi'r haenau cyffredin, yn galluogi'r haen arbennig, y mae haenau arbennig yn ei roi ar y porth. silicon, ac yn gwella dibynadwyedd y ddyfais. Yn ychwanegol, oherwydd nodweddion tymheredd uchel haen y ddyfais SOI, mae'n dod yn ddeunydd delfrydol ar gyfer paratoi synwyryddion pwysau tymheredd uchel.
Ar hyn o bryd, mae synwyryddion pwysau tymheredd uchel SOI wedi'u datblygu'n llwyddiannus dramor, a'r tymheredd gweithio yw -55 ~ 480 ° C; y synhwyrydd pwysau tymheredd uchel -55 ~ 500 ° C SOI a ddatblygwyd gan Ganolfan Technoleg Synhwyrydd Uwch Goodrich yn yr Unol Daleithiau; Mae gan y synhwyrydd pwysau tymheredd uchel SOI a ddatblygwyd gan Sefydliad Leti Ffrainc hefyd dymheredd gweithio o fwy na 400 ° C. Mae sefydliadau ymchwil domestig hefyd yn mynd ati i gynnal ymchwil ar synwyryddion pwysau tymheredd uchel SOI, megis Prifysgol Jiaotong Xi'an, Prifysgol Tianjin, a Phrifysgol Peking. Yn ogystal, mae Sefydliad Ymchwil Technoleg Uwch FATRI yn y dyfodol hefyd yn gwneud gwaith ymchwil cysylltiedig, ac mae'r prosiect cyfredol wedi dechrau ar y cam arddangos.
Egwyddor Weithio Synhwyrydd Pwysedd Tymheredd Uchel SOI
Mewn egwyddor, mae synhwyrydd pwysau tymheredd uchel SOI yn defnyddio effaith piezoresistive silicon grisial sengl yn bennaf. Pan fydd grym yn gweithredu ar grisial silicon, mae dellt y grisial yn cael ei dadffurfio, sydd yn ei dro yn arwain at newid yn symudedd y cludwyr, gan arwain at newid yn y silicon. Haen Dyfais Uchaf SOI i ffurfio pont carreg weni fel y dangosir yn Ffigur 2 (a); Mae ceudod cefn pwysau wedi'i ysgythru ar haen swbstrad SOI i ffurfio strwythur sy'n sensitif i bwysau.
Ffigur 2 (a) Pont Carreg Gwenith
Pan fydd y strwythur sy'n sensitif i bwysau yn destun pwysedd aer, mae gwrthiant y piezoresistor yn newid, sydd yn ei dro yn achosi i'r foltedd allbwn Vout newid, ac mae'r gwerth pwysau yn cael ei fesur trwy'r berthynas rhwng gwerth foltedd allbwn a gwerth gwrthiant y piezoresistor.
Proses saernïo synhwyrydd pwysau tymheredd uchel soi
Mae proses baratoi synhwyrydd pwysau tymheredd uchel SOI yn cynnwys prosesau MEMs lluosog. Cyflwynir rhai camau allweddol yn fyr yma i ddeall proses y synhwyrydd, gan gynnwys paratoi piezoresistor yn bennaf, paratoi plwm metel, paratoi ffilm sy'n sensitif i bwysau, a phecynnu siambr pwysau.
Mae'r allwedd i baratoi amrywiadau yn gorwedd wrth reoli'r crynodiad dopio ac optimeiddio'r broses mowldio ysgythru ddilynol; Mae'r haen plwm metel yn bennaf yn gweithredu fel cysylltiad y bont garreg weni; Mae paratoi'r ffilm sy'n sensitif i bwysau yn dibynnu'n bennaf ar y broses ysgythru silicon dwfn; Mae pecynnu'r ceudod fel arfer yn amrywio yn dibynnu ar gymhwyso'r synhwyrydd pwysau,
Gan na all y synwyryddion pwysau tymheredd uchel wedi'u masnacheiddio ar hyn o bryd fodloni gofynion mesur pwysau amgylcheddau garw arbennig fel ffynhonnau olew tymheredd uchel ac aero-beiriant aero, mae ymchwil yn y dyfodol ar synwyryddion pwysau tymheredd uchel wedi dod yn anochel. Mae pwysedd ei strwythur arbennig a deunyddiau tymheredd uchel, soi. Dylai ymchwil yn y dyfodol ar synwyryddion pwysau tymheredd uchel SOI ganolbwyntio ar ddatrys sefydlogrwydd tymor hir a phroblemau hunan-gynhesu synwyryddion mewn amgylcheddau garw tymheredd uchel a gwella cywirdeb synwyryddion pwysau. agwedd.
Wrth gwrs, mae dyfodiad yr oes ddeallus hefyd yn gofyn am synwyryddion pwysau tymheredd uchel SOI wedi'u cyfuno â thechnolegau amlddisgyblaethol eraill i ddod â swyddogaethau mwy deallus fel hunan-unioni, hunan-raddnodi, a storio gwybodaeth i'r synhwyrydd, er mwyn cwblhau cenhadaeth yn well o synhwyro pwysau uchel cymhleth. .
Amser Post: Mawrth-03-2023