第8章压阻式传感器课件

对应应变片对应应变片=8.2 8.2 晶向的表示方法晶向的表示方法 结晶体是具有多面体形态的固体，由分子、结晶体是具有多面体形态的固体，由分子、原子或离子有规则排列而成。这种多面体的表原子或离子有规则排列而成。这种多面体的表面由称为晶面的多个平面围合而成，晶面与镜面由称为晶面的多个平面围合而成，晶面与镜面相交的直线称为晶棱，晶棱的交点称为晶体面相交的直线称为晶棱，晶棱的交点称为晶体的顶点。的顶点。硅为立方晶体结构。为了说明硅为立方晶体结构。为了说明 晶格点阵的配置和确定晶面的位置，晶格点阵的配置和确定晶面的位置，通常引进一组对称轴，称为晶轴，通常引进一组对称轴，称为晶轴，用用X X、Y Y、Z Z表示。表示。z zx xy y 对于同一单晶，不同晶面上原子的分布不对于同一单晶，不同晶面上原子的分布不同。各镜面上的原子密度不同，所表现出的性同。各镜面上的原子密度不同，所表现出的性质也不相同。单晶硅是各向异性材料，取向不质也不相同。单晶硅是各向异性材料，取向不同，则压阻效应不同。硅压阻传感器的芯片，同，则压阻效应不同。硅压阻传感器的芯片，就是选择压阻效应最大的晶向来布置电阻条。就是选择压阻效应最大的晶向来布置电阻条。同时利用硅晶体各向异性、腐蚀速率不同的特同时利用硅晶体各向异性、腐蚀速率不同的特性，采用腐蚀工艺来制造硅杯形的压阻芯片。性，采用腐蚀工艺来制造硅杯形的压阻芯片。xyz扩散深度扩散深度为数微米为数微米 根据晶体力学分析，在晶轴坐标内，单根据晶体力学分析，在晶轴坐标内，单晶硅的压阻系数有晶硅的压阻系数有3636个独立分量，但结合使个独立分量，但结合使用条件，有效的独立分量只有用条件，有效的独立分量只有3 3个：个：、和和 。纵向、横向、剪切压阻系数是相对。纵向、横向、剪切压阻系数是相对立方晶体立方晶体3 3个坐标而得。个坐标而得。8.4 8.4 影响压阻系数的因素影响压阻系数的因素 影影响响压压阻阻系系数数大大小小的的主主要要因因素素是是扩扩散散杂杂质质的的表表面面浓浓度度和和环环境境温温度度。压压阻阻系系数数与与扩扩散散杂杂质质表表面面浓浓度度N Ns s的的关关系系如如图图所所示示。压压阻阻系系数数随随扩扩散散杂杂质质浓浓度度的的增增加加而而减减小小；表表面面杂杂质质浓浓度度相相同同时时，P P型型硅硅的的压压阻阻系系数数值值比比N N型型硅硅的的（绝绝对对）值值高高，因因此此选选P P型型硅硅有有利利于于提提高敏感元件的灵敏度。高敏感元件的灵敏度。P P型硅型硅N N型硅型硅001110001110r r此图为灵敏度曲线此图为灵敏度曲线本章要求掌握的内容本章要求掌握的内容 扩散硅压阻式传感器的基本原理扩散硅压阻式传感器的基本原理 扩散硅压阻式传感器的灵敏度系数是金属丝应扩散硅压阻式传感器的灵敏度系数是金属丝应变片传感器的变片传感器的5050100100倍倍 扩散硅压阻式传感器的特点及应用场合扩散硅压阻式传感器的特点及应用场合谢谢