【硅扩展电阻温度传感器温敏特性的研究】黄建忠.pdf

提要本论文对具有N—B一N型结构的硅扩展电阻温度传感器进行了理论和实验上的研究.提出了一种新的理论模型,进行了详细的数学推导,并利用计算机对影响传感元件电阻温度特性的各个参盘进行了模拟,理论分析表明:采用适当加大工作电流。减少硅片厚度及扩散区窗口半径,提高载流子寿命及提高衬底浓度等办法,可扩宽传感器的工作温度范围,使其工作温度上限高达300℃以上通过对样品制备工艺反复调节,初步总结出传感器的制备工艺流程及条件。给出了对传感器特性的测试结果,并对传感元件线性补偿等问题进行了深入的探讨.研究结果表明:硅扩展电阻温度传感器具有正温度系效,灵敏度高且可调。

S1引言近年来,随着电子系统的头脑(计算机)发达:感觉(传感器)钝的不平衡状态的出现,以及集成电路在控制系统中应用的日益增长,极大地刺激了电子传感器件的迅速发展。为了适应计算技术发展的需要,发展传感器的一个重要趋势是从结构型器件向固态传感器方向发展。目前世界各主要工业国均对固态传感器的研究和发展十分重视,不仅设有现代化的研究试验基地还设有新产品试制车间和技术咨询机构,以解决元器件以及工业,民用和军用方面的特殊要求。固态传感器已在工农业生产过程的控制,能源和资源的开发,环境保护,气象预报,安全报警,医疗诊断,家用电器,计测,交流控制和信息 [1][2] 处理等方面得到了广泛的应

[Et] 之间,此后,英,法。匈等国对扩展电阻温度传感器也作了不 [15]16X17 同程度的研究,使产品向集成化系列化方向进一步发展‘ 本论文在前人研究的基础上,进一步深入研究硅扩展电阻温度传感器的理论依据,并推导出一系列数学表达式,然后进行了计算机模拟。并在本课题组研钢该器件的特性和工艺基础上,作了进一步的探索,改进,以力求找出具有良好温敏特性的最佳工艺余件.S2传感元器件的结构与特性 S2一1扩展电阻的概念电阻,如图1。它被定义为一有限体积的介质与另一半无限大介质之 [01] 间的接触电阻探针图1用“扩展电阻”法测量半导体的比电阻因而。