合金薄膜高溫壓力傳感器研究進展

李 偉，陳懷禮

（西安航天動力研究所，陜西西安710100）

0 引言

隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，越來越多的工業(yè)生產(chǎn)和自動控制領(lǐng)域，如運載火箭燃燒室的壓力測量、石油工業(yè)的井下壓力測量以及柴油機、燃氣輪機氣缸壓力監(jiān)控等，都需要能在高溫、腐蝕、振動等惡劣環(huán)境下工作的壓力傳感器。SOI、多晶硅等半導體壓力傳感器應用廣泛，適于批量制作、成本較低廉，但并不適用于超高溫環(huán)境的壓力測量。以現(xiàn)代半導體平面工藝技術(shù)為核心、新材料為基礎的合金薄膜壓力傳感器在惡劣環(huán)境中擁有其它傳感器無可比擬的優(yōu)勢，具有廣闊的應用前景。

1 合金薄膜壓力傳感器工作原理

合金薄膜壓力傳感器一般采用濺射、蒸鍍等方法把合金淀積在彈性膜片上，薄膜應變層通過感受膜片的應變而產(chǎn)生相應電阻變化，從而完成非電量到電量的轉(zhuǎn)換。其一般結(jié)構(gòu)如圖1所示。

合金薄膜壓力傳感器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊，散熱良好，尤其突出的是利用薄膜沉積代替了傳統(tǒng)粘貼式應變片的膠接，從而克服了應變靈敏系數(shù)低及滯后、蠕變，穩(wěn)定性差等缺點，能滿足惡劣環(huán)境下壓力測量的要求。

2 合金薄膜高溫壓力傳感器研究現(xiàn)狀

目前對高溫壓力傳感器的研究主要包括：多晶硅、單晶硅、SOS（藍寶石上硅）、SiC等半導體高溫壓力傳感器，金剛石薄膜、合金濺射薄膜高溫壓力傳感器，光纖高溫壓力傳感器等。半導體傳感器靈敏度高，芯片易于批量制作、成本低廉，其缺點是溫度特性較差，最高使用溫度一般為200～350℃；……