半導(dǎo)體單晶硅傳感器材料受到外力作用

當(dāng)半導(dǎo)體單晶硅傳感器材料受到外力作用，產(chǎn)生肉眼無法察覺的極小應(yīng)變時(shí)，原子結(jié)構(gòu)內(nèi)的電子能級(jí)狀態(tài)發(fā)生變化，導(dǎo)致電阻率劇烈變化，材料產(chǎn)生的電阻發(fā)生很大變化，稱為壓阻效應(yīng)，我們?cè)?0世紀(jì)50年代才開始發(fā)現(xiàn)和研究這種效應(yīng)的應(yīng)用價(jià)值。

利用壓阻效應(yīng)原理，采用三維集成電路工藝技術(shù)和一些特殊工藝，在單晶硅片上的特定晶體方向，制作應(yīng)變電阻傳感器，利用硅的彈性力學(xué)特性，在同一硅片上進(jìn)行特殊機(jī)械加工，集應(yīng)力敏感性和力轉(zhuǎn)換檢測(cè)于一體，稱為固體壓阻傳感器。

固態(tài)壓阻壓力傳感器誕生于20世紀(jì)60年代末，顯然，與傳統(tǒng)的膜合電位計(jì)、力平衡、變電感、變電容、金屬應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片傳感器相比，它在壓力測(cè)量領(lǐng)域仍然是最新一代傳感器。由于各自的特點(diǎn)和局限性，雖然不能完全取代上述機(jī)械量傳感器，但自20世紀(jì)80年代中期以來，在美國(guó)、日本和歐洲傳感器市場(chǎng)，它一直是壓力傳感器中的牛耳品種，幾乎與加速度傳感器的國(guó)際市場(chǎng)平分。目前，在具有大規(guī)模集成電路技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)干預(yù)的智能傳感器技術(shù)中，它仍然是最引人注目的，因?yàn)樗梢灾瞥蓡纹蕉喙δ軓?fù)合敏感元件，形成智能傳感器的基礎(chǔ)。