不同衬底条件对MEMS压阻传感器性能影响的研究

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论文介绍了MEMS技术的发展以及应用领域。并进一步介绍了压阻式传感器的发展。介绍了硅压阻效应的原理,加速度计的工作原理和压阻式传感器的工作方式以及信号输出测试方法。利用ansys软件对压阻式加速度计的结构进行模态分析和应力分析,确定了传感器的结构和工艺流程。在结构设计上采用了薄膜与悬臂梁同厚的形式以实现大过载的目的。在工艺上说明了传感器制作的工艺流程,对湿法腐蚀等工艺的原理和梁和质量块的形成进行了说明。实验中对硅-玻璃双面键合,积累了经验。为了研究不同衬底条件对MEMS压阻传感器性能的影响,采用3种掺杂条件的衬底进行实验测试。在各步热过程后,对3种衬底条件下压阻区、引出区和保护框的方块电阻进行了测量和分析,通过对各部分方块电阻的测量可以看出,对于压阻区(P-区),A#和B#的方块电阻在开始注入扩散时相差很小,而由于注入杂质在高温下进一步扩散,衬底掺杂浓度对扩散后杂质分布的影响加大,方块电阻在后续的热过程中差别增大;通过比较不同衬底条件下各个热过程后的压阻资料,发现在3种掺杂条件中20~40Ω·cm的衬底最符合预期压阻的设计,且此结论已用于指导实际产品生产。完成了芯片的陶瓷封装,并进行了初步的测试。
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