基于MEMS技術制作MOSFET壓力傳感器研究.pdf

1、壓力傳感器被廣泛應用于醫(yī)療、工業(yè)過程監(jiān)控、生物和航空等各個領域。據(jù)相關文獻介紹，壓力傳感器種類繁多，其中多數(shù)都是采用硅材料制作的。擴散硅式壓力傳感器具有靈敏度高且可以小型化、集成化等許多優(yōu)點，近些年有長足的發(fā)展。本文基于MEMS技術制作的MOSFETs壓力傳感器是在硅杯的方形硅膜上采用微機械加工工藝制作四個P溝道增強型場效應管(P-MOSFET)，使硅膜上的四個P-MOSFETs組成惠斯通電橋。利用半導體壓阻效應，令兩個P-MOSFET

2、s置于硅敏感膜的徑向位置，而另外兩個P-MOSFETs置于硅敏感膜的橫向位置。傳感器受電源激勵時，對硅敏感膜施加壓力，電橋中兩個徑向的P-MOSFETs溝道等效電阻阻值增大，兩個橫向P-MOSFETs溝道等效電阻阻值減小。因此使橋路失去平衡，產(chǎn)生端電壓輸出，從而實現(xiàn)了將力學量信號轉化為與之有對應關系的電壓信號。 本文在綜述了國內外壓力傳感器研究概況的基礎上，闡述了MOSFETs壓力傳感器的結構設計、工作原理、制造工藝和該新結構傳

3、感器的計算機仿真，對實驗研制的MOSFETs壓力傳感器I-V特性、壓敏特性、溫度特性進行了實驗測試和靜態(tài)特性分析。實驗結果表明，研制的MOSFETs壓力傳感器靈敏度為8.9mV/100KPa，線性度為±1.651％F·S，遲滯為±0.529％F·S，重復性為±1.550％F·S，精度是2.326％F·S，零點輸出的溫度系數(shù)為1.32％/℃，靈敏度的溫度系數(shù)為-0.33％/℃，符合設計要求。 本文設計的MOSFETs壓力傳感器信號