Интегральный преобразователь давления

(51)5 С 01 Ь 9 ИТЕТРЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТН А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,ДАВЛЕ тво СССР БРА ЗОВА тегральныи пр я предназнач ия, при этом ра параллель моста можно аэовател давл н для измеренияключением термоовыходной дидобиться компени аг л ся к измеритности к инт ателям, прования в ази техники, давления. елью изобретен вляется е зователя ции прео изображ ель давл ие конструк На Фиг. 1 преобразоват азрез А-А н зел 1 на Аиинтегральны ия; на Фиг. на Фиг. 3 -Фиг. 1; 1,У Ин аль ныи преобразоват т собой мон м способом полнена квад о целое с о скость мемб кристаллог кристалл низотроп дставля в котор ления в 1 за од ия и кремния,ного трав мембрана основани падает с атн вны фи основ но Изобретение относи тельной технике, в ча ральным тензопреобраз назначенным для испол личных областях науки связанных с измерениемсации изменения. выходного сигналаот температуры. Преимуществом изобретения является повышение технологичности за счет упрощения изготовления Фотооригиналов и упрощениярасчета топологии. В конструкцииодна из меньших сторон термореэистора расположена на линии границы раздела мембраны и опорного основания.В связи с этим повышается точностьзадания координат терморезнстора,т.к. при расчете топологии термореэистора не требуется пересчета угловых положений термореэистора и тензорезисторов относительно координатных осей. 3 ил,кой плоскостью (001), а стороны мембрны ориентированы вдоль взаимно перпендикулярных направлений 110 и 110,Тенэорезисторы Р 1, Р 2, РЗ, Р 4 р-типапроводимости сформированы диффуэиейбора и расположены в периФерийныхобластях мембраны, причем тенэорезисторы с одинаковым знаком чувствительности расположены у противоположныхсторон мембраны. Например, тенэорезисторы Р 1 и РЗ увеличиваются с увеличением давления, а тенэореэисторыР 2 и Р 4 уменьшаются с увеличениемдавления. Поверхнострое сопротивление тензореэисторов 100 Ом/квадрат.Для соединения тенэореэисторов взамкнутую мостовую схему используютвысоколегированные соединительныеобласти 3 с поверхностным сопротивлением 11 Ом/квадрат, 1580190Контактные площадки 4 выполненыиз алюминия. Контактные, площадки припомощи гибких выводов соединены систочником напряжения и регистрато 5ром (не показаны),Терморезистор 5 выполнен в видепрямоугольной резистивной полоски.Для того, чтобы иметь полностью замкнутый мост с одностороннж расположением соединительных областей, терморезистор расположен в одном из углов прямоугольной мембраны. Для исключения перенастройки координатографа и упрощения расчета топологии тер,5морезистор расположен параллельноодному из направлений 110. Одна изменьших сторон терморезистора касается границы раздела мембраны и опорного основания для уменьшения длинысоединительной области. Расстояниеот границы раздела мембраны и опорного основания до ближайшей большейстороны терморезистора выбрано в соответствии с предлагаемым соотношением. 25Интегральный преобразователь давления работает следующим образом.Измеряемое давление воздействуетна мембрану со стороны, противоположной планарной, В мембране возникаютнапряжения и деФормации. Тензорезисторы воспринимают деФормации и их сопротивления изменяются пропорциональноизмеряемому давлению, Причем, таккак сопротивления тензорезисторовК 1 и ЕЗ увеличиваются, а тензорезисторов К 2 и М уменьшаются с увеличением давления, а тензорезисторы соединены в мостовую схему, то на выходе схемы Формируется Выходной сигнал40пропорциональный сумме изменений сопротивлений отдельных тензорезисторов. При изменении температуры окружающей среды терморезистор также изменяет свое сопротивлениеВключением терморезистора параллельно выходной диагонали моста можно добиться компенсации изменениявыходного сигнала от температуры. Длябольшей точности компенсации изменения выходного сигнала могут быть ис 50пользованы дополнительные подстраиваемые резисторы, включенные параллельно и последовательно терморезистору(не показаны),Преимуществом изобретения является повышение технологичности за счетупрощения изготовления фотооригиналов и упрощения расчета топологии. Так как предлагаемый терморезистор расположен в одном направлении с тензорезисторами, то при расчете топологии нет необходимости введениядополнительных угловых координат. Изготовление Фотооригиналов также упрощается, так как терморезистор выполняется координатограФом без дополнительной поднастройки угла, Кроме того, в конструкции повышается точность задания координат терморезистора за счет того, что при расчете топологии терморезистора не требуется пересчета из-за различного углового положения терморезистора и тензорезисторов относительно координатных осей. Точность выполнения координат терморезистора повышается также за счет того, что при выполнении Фотооригинала на координатограФе терморезистор и тензорезисторы выполняются при их одинаковом угловом положении. Другим преимуществом конструкции является то, что она позволяет изготавливать полностью замкнутые мостовые структуры с однослойным расположением межэлементных соединений, так как терморезистор расположен в одном из углов мембраны. Формула и з о б р е т е н и яИнтегральный преобразователь давления, содержащий квадратную мембрануиз монокристаллического кремния р-типа проводимости, выполненную за одноцелое с опорным основанием, плоскость которой совпадает с основнойкристаллограФической плоскостью (001),а стороны ориентированы вдоль взаимно перпендикулярных направлений (110),расположенные в периФерийных областяхмембраны тензорезисторы р-типа проводимости, соединенные в мостовуюсхему, и терморезистор р-типа проводимости в виде прямоугольной полоски,расположенной в одном из углов мембраны параллельно одному из направлений(110), о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью упрощения конструкции,одна из меньших сторон терморезистора расположена на линии границы раздела мембраны и опорного основания,а расстояние 1. от большей сторонытерморезистора до ближайшей линииграницы раздела мембраны и основанияудовлетворяет соотношениюЬ = 800 в - 0,5 Ь + 2,11580190 где 1 - длина терморезистора; с - длина стороны мембраны; Ь - ширина терморезистора,Фиг.2 Составитель О. СлюсаревТехред. Л.Олийнык Корректор С.Черн заренко акто аказ 2004 Тираж 4 б 9 ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101