Полупроводниковый датчик давления

ОЮЗ СОВЕТСКОЦИАЛИСТИЧЕЕСПУБЛИН А 6 01 1. 9/ф 30 ТЕНИЯ ВИДЕТЕЛЬ Н АВТОРСНО Гонэоречес.ЫЙ ДАТЧИКовленный в корвительный элеменоране которойсхема в виде. й кЩ истоее ктными площад. ктрика, нанесенему, о т л и 1 ОСУД СТЗЕННэй НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТ ОПИСАНИЕ(56) 1. Авторское свидетельство СССРИ 0 623374, кл. 6 01 1 9/04, 1978.2. Патент США У 4314226, кл. 338/4,кл. 6 01 . 1/22, 02,02.82 (прототип).(54) (57) 1, ПОЛУПРОВОДНИКО ДАВЛЕНИЯ, содержащий устан пусе полупроводниковый чувс в виде мембраны, на одной ст размещена тензочувствительная моста тензорезисторов с конта ками и слой защитного диэле .ный на тензочувствительную сх чающийщения точноститемпературнойэлектрика покямн металличекруга, причемго материала и.ров.2. атчик я тем, что, с целью ловы. измерения эа счет снижения огрешности, в нем слой ди. т по меньшей мере двумя с ких пленок, имеющих форму лои выполнены из различно. перекрывают мост тензорезис Д поп.1,отличающс я тем, что в нем на наружный слойнок по меньшей мере над одним из теэисторов нанесен дополнительный металликий слой, перекрывающий площадь, занимую тензорезистором,3, Датчик по п, 1, о т л и ч а ю щс я тем, что в слоях металлических плпо меньшей мере над одним из тензореров выполнено углубление, перекрывающплощадь, занимаемую тензорезистором,Изобретение относится к приборостроению,а именно к технике измерения давления по.луцроводцикояыми датчиками повышеннойточности.Известен полупроводниковый датчик давле.ния, содержащий размещенный в корпусе упругий чувствительный элемент, на одной стороне которого расположена тензочувствительная схема с резисторами, а ца другой стороне нанесены металлические слои с различны-0ми температурными коэффициентами линейно.го расширения 11.Недостатки устройства заключаются в том,что в цем не реализуются идентичные условия теплоотвода от всех резисторов схемы ине осуществляется защита тецзочувствительцой схемы от влияния внешней среды, чтосцижаег точцостцые характеристики датчика,Наиболее близким к изобретению по технической сущности является датчик давления,содержащий полупроводниковый чувствительный элемент в виде мембраны с тецзочувствцтельцой схемой в виде моста, в которомтецзочувствительцая схема с тецзорезисторамипокрыта. защитным слоем диэлектрика илидостигается стабильность параметров чувствительного элемента 23,Однако известный датчик давления отличается цеодицаковымц условиями теплоотвода оттензорсзисторов схемы, что обуславливает различие температур между тензорезисторами внут 30ри схемы, а также между тензорезисторами ичувствительным элементом. Указанные причины, каждая независимо друг от друга, являются источниками температурного дрейфа нулясхемы с соответствующим счижением точности 35измерения. Кроме того, температурный дрейфнуля у такого датчика обуславливается технологическим разбросом температурного коэффициента сопротивления резисторов.Цель изобретения - повышение точности из-.40мерсний за счет снижения температурной погрешности.Указанная цель достигается тем, что в полупроводниковом датчике давления, содержащем установленный в корпусе полупроводниковый чувствительный элемент в виде мембраны, ца одной стороне которож размещена тензочувствительная схема в виде моста тензорезисторов с контактными площадками и слойзащитного диэлектрика, нанесенным на тензочувствительную схему, слой защитного диэлектрика покрыт по меньшей мере двумяслоямц металлических пленок, имеющих форму круга, причем слои выполнены из различного материала и перекрывают мост тензореэцсторов.При этом в датчике на наружный слой плеиок по меньшей мере над одним из тензорезисторов может быть нанесен дополнительныйметаллический слой, перекрывающий площадь,занимаемую тензорезистором.Кроме того, в слоях металлических пленокпо меньшей мере над одним из тензорезисто.ров может быть выполнено углубление, пере.крывающее площадь, занимаемую тензорезистором.На фиг. 1 изображен предлагаемый датчик,общий вид; на фиг, 2 - чувствительный элемент, вид сверху,Полупроводниковый датчик давления состоит из корпуса 1, в котором установлен полупроводниковый чувствительный элемент в виде мембраны 2 с тензочувствительной схемой3 в виде моста тензорезисторов В - В. Меж.ду соединениями 4 и контактными площадка.ми 5 тензочувствительцая схема 3 с тензо.резисторами В 4 - Вг закрыта слоем защитногодиэлектрика 6, например окисью кремния, толщиной 0,8 - 1 мкм.На слой диэлектрика 6 методом напыленияв вакууме или каким-либо другим способомосаждены и с помощью термической обработки атомарно связаны металлические слои 7,например из хрома и никеля соответственнотолщиной 0,4 и 3 мкм, Припаянные к контактным площадкам токовыаоды 8 служатдля питания мостовой схемы и передачи выходного сигнала.Датчик работает следующим образом.При воздействии давления на мембрану 2 онадеформируется, вызывая изменение сопротивле.ния тензорезисторов В,1 - В, Изменение сопротивления тензорезисторов обуславливаетпоявление сигнала на выходе схемы, соответствующего измеряемому давлению, Металли.ческие слои 7, расположенные над тензочувствительной схемой 3, улучшают и симметри.руют условия тензоотвода от тензорезисторов,обеспечивая выполнение условия стабильностидля всех тензорезисторов,где М - изменение сопротивления тензорезисторов;Рь - сопротивление тензорезисторов приТ ,Ъ - температурный коэффициент изме.пения сопротивления тензорезисто.ров;тГ - температура тензорезисторов в холостом режиме;- температура тензорезисторов в рабо 2чем режиме.Это позволяет мщщмизировать температур. ный дрейф нуля мостовой схемы и тем самым повысить точность измерения.3 1068747 4В том случае, когда мост тензореэисторов 7 выполняется углубление, перекрывающееимеет большую тепловую симметрию и не площадь, занимаемую тензорезистором.соблюдается условие АЯ 4 еЯГ-Ч)соейдля всех тензорезисторов, в зависимости от Такая конструкция полупроводникового.условий тепловой симметрии, по крайней ме датчика давления позволяет повысить точ.ре над одним из тензорезисторов, например. ность измерения давления за счет обеспече-,йа схемы, на металлический слой 7 нано- ния условия аЬРе(бт-Ч)соасится дополнительный металлический слой 9, для всех тензорезисторов, где основныминапример из никеля, толщиной 3-5 мкм, переменными величинами (после изготовле.или над одним из тензорезисторов в слое 10 ния) являются В и Ч Составитель И. Панфилоедактор О, Бугир Техред М,Гергель Корректор А. Тяско 1450/35 ВНИИПИ Госу