Высокотемпературный тензорезистор

(19) (И) ИТЕТ СССРЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(5 4) (57) ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙЗИСТОР, содержащий чувствитэлемент иэ монокристаллическ. да кремния, изолирующую пленкчес: ющего между ними, о т л и чй с я тем, чт,о, с цельюповышности измерения деформаций,связующего выполнена иэ малоюванного кремния толщиной,0 1 -0;15 мкм,Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения деформаций, давле-,ССР ний, перемещений, а также ускорений.(56) 1.Авторское свиде9 167060, кл601 В 7 ТЕНЗОРЕ- ельный ого карбиу и свяэу- ающиения точпленка егиро10246 Известен высокотемпературний тензорезистор, содержащий чувствительний элемент из дендритной ленты монокристаллического карбида кремния,изолирующую подложку и элементы меха..нического крепления тензорезистора кисследуемой детали Щ ,. Однако рчиость измерения деФормаций таким тензометром невысока, такФкак механическое крепление при высоких температурах не обеспечивает передачи деформации на чувствительнийэлемент без проскальзывания.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемомуэффекту является высокотемпературный 15тензорезистор, содержащий чувствительный элемент из монокристалическогокарбида кремния, изолирующую подложку и пленку связующего между ними,выполненную из высокотемпературногоцемента 2).Недостатком известного тензорезистора является то, что он не обеспечивает требуемой точности измеренийдеФормаций, так как пленка цементапри высоких температурах не полностьыпередает деформацию на чувствительний элемент.Цель изобретения - повышение точности измерения деформаций.Эта цель достигается тем, что ввысокотемпературном тенэорезисторе,содержащем чувствительный элемент измонокристалического карбида кремния,.изолирующую подложку и пленку связующего между ними, пленка связувще- З 5го выполнена из малолегированногокремния толщиной 0,1 - 0,15 мкм.Иа чертеже представлен высокотемпературный тензорезистор, разрез. 40Высокотемпературный тензорезисторсодержит чувствительный элемент 1,.из монокристаллического карбидакремния с электрическимИ контактами 2 и 3, подложку 4 и пленку 5 из малолегированного кремния толщиной 0,1-0,15 мкм, служащуюсвязующим между подложкой 4 .и чувствительным элементом 1. Пленка 5 измалолегированного кремния в качествесвязующего может быть получена следующим образом . На подложку катоднымраспылением или эпитаксиальным наращиванием наносят малолегированныйкремний % , на подложку с кремниемпомещают кристалл 6 С и нагреваютподложку с 6 и Ьс в нереакционнойсредедо температуры, выше температуры плавцения кремния, например, до1500 С. В расплавленномсостоянии кремний смачивает прилегакщие к нему поверхности карбида кремния и подложки.Если толщина первоначально нанесенВНИИПИ, Заказ 4375/34 Т 962ной пленки кремния больше 0,1-0,15мкм, систему вы)одерживают при указанной температуре до полного испарения избыточного кремния. Вместо Я ., полученного катодным распылением илиэпитаксиальным наращиванием, можноиспользовать просто кусочек кремния,который во время плавления силами по-,верхиосного натяжения равномерно рас,текается по всей поверхности соприкосновения подложки и пластины%С .Затем систему охлаждают, кремний,кристализуясь при охлаждении,образует пленку, жестко связывающую,под=ложку 4 с чувствительным элементом 1.Тензорезистор работает следующимобразом.Подложка 4 подвергается деформации, которая через пленку 5 кремнияФслужащую в качестве связующего, передается на чувствительный элемент1, электрическое сопротивление котр-,рого изменяется в результате действиядеФормации. По величине изменения электрического сопротивления опреде- ляют величину деформации.По величинеизменения 5 кремния позволяет осуществить жесткое скрепление кристаллас;С с подложкой, а следовательно, иполную передачу деформации от подложки к карбиду кремния, посколькуимеет хорошую адгезию к мС, и пленка кремния толщиной 0,1-0,15 мкмне проявляет ползучести до температуры 800 О С (хотя в объеме кремния ползучесть наступает раньше),При.этом во всем диапазоне температур можно пренебречь шунтированиемкрйсталла 9 С пленкой 5 кремния,так как собственная концентрация носителей в кремнии даже при 1000 Сне превышает 5510 ф см, так что прииспользовании распространенного материала Я с с концентрацией нескомпенсированных доноров 210 см в видепластин толщиной 15-20 мкм шунтирова-ние пленкой Й будет составлять ме"нее 1%. При увеличении тодцины кристаллов 9 Сшунтирование малолегированной6 С шунтирование малолегированиой(т.е, с концентрацией примесей мень" ше собственной концентрации носителей при максималжной рабочей температуре) . пленкой кремния будет соответственно уменьшается.Таким образом, использование малолегированного кремния в качестве связующего между кристаллом карбида кремния и изолирующей подложкой обеспечивает полную передачу деформации от подложки к кристаллу, тем са-, мым увеличивает точность измерения деформаций. Теонзорезистор мЬжет работать до 800 С в условиях радиации и в агрессивных средах.ираж 602 Подписное