擴散硅壓阻式力敏傳感器的組成及優缺點

擴散型壓阻式力敏傳感器大都采用單晶硅和半導體平面工藝制成。單晶硅是各向異性材料，取向不同時特性不一樣，因此必須根據傳感器受力不變形情況來加工制造擴散硅敏感電阻膜片。一般以N型硅為襯底（又稱基片），采用氧化、擴散等工藝將硼原子沿給定的晶向擴散到N型硅補底材料中，形成P型擴散層。結果硼擴散區便形成應變電阻，并用襯底形成一個整體，當它受壓力作用時，應變電阻發生變化，從而使輸出發生變化。擴散型壓阻式力敏傳感器主要由硅膜片（硅杯）、外殼和引線等組成。硅膜片是核心部分，其形狀像杯子故名硅杯，在膜片上，用半導體工藝中的擴散摻雜法做成四個相等的電阻，經蒸鍍金屬電極及連線，接成電橋形式，用引線引出。硅膜片兩側有兩個壓力腔，一側是和被測系統相連接的高壓腔；另一側是低壓腔，通常和大氣相連，也有做成真空的。當膜片兩側存在壓力差時，膜片發生不變形，產生應力應變，從而使擴散電阻的電阻值發生變化，電橋失去平衡，輸出相對應的電壓，其大小就反映了膜片所受壓力差值。

擴散硅壓阻式力敏傳感器有哪些優缺點？

1.優點：

1)頻率響應范圍寬，固有頻率很高；2)體積小，可微型化，由于采用了集成電路的工藝方法，因麗硅膜片敏感元件可做得很小；3）準確度高，由于不存在傳動機構造成的誤差，也消除了一般壓力傳感器中金屬膜片或應變及粘貼時因蠕變、遲滯產生的誤差，所以大大提高了傳感器的準確度；4)靈敏度高；5)由于壓阻式傳感器無活動部件，所以它工作可靠，耐振、耐沖擊、耐腐蝕、抗干擾能力強，可以在惡劣環境下工作。

2.缺點1)由于壓阻式傳感器是用半導體材料制作的，所以受溫度影響較大；因此，在瀑度變化大的環境中使用時，必須進行溫度補償；2)制作工藝復雜，對研制條件要求高，尤其是擴散雜質、燒結、封裝工藝等比其他傳感器要復雜得多，因而成本較高。