SOI高温压力传感器的发展主要依托SOI材料的兴起。SOI即绝缘体上硅,主要指以SiO2为绝缘层预埋在Si衬底层和Si顶层器件层中间形成的半导体材料。SOI的特殊结构使得器件层与衬底层之间实现了绝缘,消除了体硅中常见的门闩效应,提高了器件的可靠性。另外,由于SOI器件层的高温特性使得其成为制备高温压力传感器的理想材料。
目前,国外已有研制成功的SOI高温压力传感器,包括美国Kulite的XTEH-10LAC-190(M)系列,如开头图1所示,工作温度为-55到480℃;美国古德里奇先进传感 器技术中心研制的-55到500℃的SOI高温压力传感器;法国LETI研究所研制的SOI高温压力传感器工作温度也超过400℃。
目前,国外已有研制成功的SOI高温压力传感器,包括美国Kulite的XTEH-10LAC-190(M)系列,如开头图1所示,工作温度为-55到480℃;美国古德里奇先进传感 器技术中心研制的-55到500℃的SOI高温压力传感器;法国LETI研究所研制的SOI高温压力传感器工作温度也超过400℃。
从原理上讲,SOI高温压力传感器主要利用的是单晶硅的压阻效应。当力作用于硅晶体上,晶体的晶格发生形变,进而导致载流子的迁移率发生变化,使得硅晶体的电阻率发生变化。通过在SOI顶层器件层的特定方向刻蚀出4个压敏电阻,构成惠斯通电桥
当压力敏感结构受到气压压力时,压敏电阻的阻值发生变化,进而引起输出电压Vout发生变化,通过输出电压值与压敏电阻的阻值变化的关系,实现压力值的测量。