Интегральный полупроводниковый преобразователь давления

(е а 151)5 С 01 Т. 9/О АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ У СВЙД:Т которой сформированы тензорезисторы 3 толщиной, равной толщине мембраны, а распределение. концентрации примеси в тензорезисторах от поверхности в глубину мембраны одинаковы с пл ной и непланарной сторон. Благода тому, что мембрана 2 с планарной и с непланарной сторон имеет идентичные слои, в ней отсутствуют начальные механические напряжения. Способ изготовления преобразователя включает формирование травлением мембраны чувствительного элемента, создание в мас кирующей пленке с планарной и непланарной сторон совмещенные окна под тензорезисторы и одновременное двустороннее легирование в планарную и непланарную стороны до смыканияпереходов в области мембраны.(21) 468939.1/1 (22) 11.05,89 (46) 07,05.91. (72) С.А,Козин (53) 531.787(0 (56) Авторское В 1075096, кл. Бюл. У 17 анарря 8.8)свидетельство ССС С 01 1. 9/04, 1987 КОВ р-и ил ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) ИНТЕГРАЛЬНИЙ ПОЛУПРОВОДНИ ЫЙПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при разработке и изготовленииполупроводниковых преобразователеймеханических величин. Целью изобретения является повышение чувствительности преобразователя за счет уменьшения толщины мембраны. Преобразователь содержит профилированный чувствительный элемент 1 с мембраной 2, в 473 Ы АИзобретение относится к областиизмерительной техники и может бытьиспользовано при разработке малога-баритных полупроводниковых преобразователей давления .Целью изобретения является повышение чувствительности преобразователя,На Фиг.1 изображен интегральный 10полупроводниковый преобразовательдавления; на Фиг.2 - сечение А-А нафиг.1,Устройство содержит профилированный чувствительный элемент 1 сжмем 15браной 2, на которой сформированытензорезисторы 3 и коммутационныедорожки 4. Тензорезнсторы и коммутационные дорожки в области мембраны имеют толщину, равную толщине 20мембраны Ь, м).Принцип работы преобразователязаключается в следующем.При воздействии на мембрану измеряемого давления она деформируется, деформация передается на сформированные в ее теле тензорезисторы,Из-за тензорезистивного эффекта вполупроводниковом материале тензоре-зисторы меняют свое сопротивление и 30изменяют пропорционально величиневоздействующего давления выходноенапряжение мостовой схемы, в которуюони замкнуты, Благодаря тому, чтомемьрана чувствительного элемента 35с планарной стороны 5 и с непланарной стороны 6 имеет идентичные слои,в ней отсутствуют начальные механические напряжения, которые в противном случае приводили бы к статическому изгибу мембраны и снижению чувствительности при подаче измеряемогодавления на уже изогнутую мембрану,Одновременное легирование с двухсторон обеспечивает одинаковое распределенне примеси в тензорезисторах. от поверхности в глубину мембраны исимметрию слоев тензорезисторов относительно середины толщины мембраны,исключая неидентичность параметровслоев на противоположных сторонах мембраны.Интегральный полупроводниковыйгреобразователь давления содержитпрофилированный кристалл из кремниямарки и типа, ориентации (1 ОО) смембраной толщиной 5-10 мкм и размером 2 х 2 мм. На мембране сформированытензорезисторы р тина с концентраци;ей примеси на поверхностях с планар 19 "3 ной и непланарной сторон И510 см8 и занимающие 307 площади мембраны, Планарная и непланарная стороны мембраны имеют на поверхности одинаковые по толщине планки двуокиси кремния.Способ изготовления преобразователя включает локальное аиизотропное травление пластин кремния исходной толщины 300 мкм в растворе КОН до мембран толщиной (5-1 О)+1 мкм, окисление пластин на глубину 0,4-0,6 мкм, фотолитографию под окна для тенэорезисторов и коммутационные дорожки с планарной и непланарчой сторон мембраны и одновременную загонку бора в планарную и непланарную стороны мембран в созданные окна при температуре 10500 С в течение 60 мин от пластин ВН и разгонку примеси с образованием двуокиси кремния с обеих сторон мембран до поверхностной концентрации Б5-10 см и смыкания р-и-переходов в центре мембраны.Технико-экономическими преимуществами предлагаемого преобразователя по сравнению с известным являются:возможность создания высокочувст- вительных преобразователей давления тензорезистнвного типа на основе тонких мембран без их статическогоизгиба, понижающего чувствительность;повьппеиие стабильности метрологических характеристик (чувствительности в диапазоне температур, временной стабилъностк и др.) за счет исключения механических напряжений, обусловленных различнымн характеристиками слоев на планарной и непланар ной сторонах мембраны чувствителъного элемента, Формула изобретенияИнтегральный полупроводниковый преобразователь давления, содержащий ембрану, выполненную из полупроводикового материала одного. типа проодимости, на которой сформированы тензорезисторы и коммутационные дорожки другого типа проводимости, .о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,целью повьппения чувствительности реобразователя, в нем тензорезисто" ы и коммутационные дорожки выполнены толщиной, равной толщине мембраны,Фиа 2 Составитель О.СлюсаревТехред С,Мигунова Корректор Н.Ревская Редактор Л,Гратилло Заказ 13% Тираж 362 ПоднисноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 5 1647305 6причем распределения концентрации бину мембраны одинаковы с планарной примеси в них от поверхности в глу- . и непланарнай ее сторон.