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硅压阻压力传感器的发展现状与应用研究

摘要：传感器技术是自动化等新技术融合产物，伴随我国微、硅加工技术的进一步发展，使硅压阻式压力传感器产生和进一步发展，技术被应用到各行各业中，提升压了力传感器的应用性能。硅压阻式压力传感器设备发展空间很大，有着很广阔的应用前景，目前已经被广泛应用到工业领域，如水文水利、石油开采、工业测量等方面。伴随硅压阻式压力传感器的逐步应用，产生很多全新的压力传感器理论与全新的技术与新方法，使新材料与新工艺的研究逐渐成为未来压力传感器的发展方向。本文主要探析了硅压力传感器的发展现状与应用，如下是详细研究内容。

关键词：硅压阻压力传感器；发展现状；应用；举措

前言：社会的发展，经济的繁荣，提高我国科学技术的水平，产生很多新技术，其中硅压阻式压力传感技术就是其中之一。传感技术集聚传感器、超半导体体积激光、通信和计算机技术的优势。硅压阻式压力传感器的体积轻小，并且重量很轻，有着较高的灵敏度与可靠性，基于该技术的优势使其被广泛的应用到化工领域、气象领域以及地质和水利领域等。硅压阻传感器的长期实践与研究，积累了成熟的经验，技术也得到完善和优化，技术更加成熟，目前技术的功能完善，性能稳定，成为人们普遍认可的一种传感器技术。人们在应用硅压阻压力传感器期间，为了发挥技术的最大性能，做到充分的了解和熟悉压力传感器的发展历程，掌握使用要点，发挥技术的最大应用价值。

压力传感器设备的发展历程

现代化压力传感器的发展把半导体传感器的产生作为标志，对半导体传感器设备的发展情况进行划分，可以把其划分成以下四个不同发展阶段：

创造与发明阶段

创造和发明阶段是从一九四五年开始到一九六零年结束，在一九四七年时双级性晶体管产生。伺候半导体材料逐渐被广泛使用。史密斯在一九四五年对经硅压阻效应进行深入研究，得出在受到外力的作用下那些半导体材料，其电阻会出现很明显的变化。因为考虑到上述原理在制作压力传感器时，选择把应变的电阻片全部粘贴于金属薄膜上，良好的把信号转化为微电信信号，之后进行测量工作。该阶段中最小的尺寸达到了一厘米。

技术的发展阶段

硅扩散技术的进一步发展，技术人员在硅与晶面的选择过程中，针对硅和硅晶面的选择时直接的把应变电阻扩散于晶面上，之后在其背面进行加工，加工成为一个凹形并且较薄的一个硅弹性膜片，我们把其称之为硅杯。该形式的硅杯类型传感器有着成本低、稳定性很好以及重量轻、体积小及梁敏度很好的特征，正是这些特征赋予了该技术的集成化特征，使金属——硅共晶体成为可能，更为商业的发展创造全新的机遇。

商业化集成加工阶段

一九七零年至一九八零年，压力传感器进入全新的阶段商业集成化的加工发展阶段，该阶段把硅杯扩散理论作为理论依据，在此基础上应用了各类腐蚀技术，以硅传感器的加工工艺和各类异性腐蚀技术的宣传与推广为主，大力发展V形槽法与浓棚自动化中止方法，还有阳极氧化的自动化中止方法以及微机控制自动化中止技术等，这些技术与方法均是自动化控制硅膜厚度的硅各向异性加工新技术。

微机械生产加工阶段

十九世纪末期至今所产生的纳米技术，让微机械加工技术及工艺成为一种可能。利用微机械加工工艺技术可以借助计算机技术去管控和进行加工生产，然后生产出结构型的压力传感器设备。该传感器的维度可以被控制在微米级别水平。应用该技术可以进行加工和蚀刻出微米级别的沟与条或者膜，促使压力传感器慢慢跨进微米机械生产加工阶段。

硅压阻压力传感器的发展现状与应用研究

（一）硅压阻压力传感器的发展现状与趋势

伴随我国科学技术的日渐成熟，使传感器逐渐成了科学技术发展过程中一个关键元素，以硅压阻式压力传感器为例，传感器设备的体积小，具有很高的灵敏度，应用技能成熟等优势，凭借这些优势使硅压阻压力传感器被广泛的应用。在硅组压力传感器具体应用过程中依据硅压阻压力传感器的应用原理，借助单晶硅所具备的较好的电学功能以及机械功能，利用扩散以及把离子注入到感压的薄膜里，使感压元件和转换电路二者很好的结合与集成，进而制作出性能完善的传感器。

伴随硅压阻压力传感器技术的创新，未来使用设备期间其线性与非线性将会更小。硅压阻压力传感器一般常设有4个力敏电阻组合构成的一个全桥模式的惠斯登路桥，4个电阻尽管均受到了横向的压力，不过因为硅压阻压力传感器在输入以及输出时保持一种良好的线性关系，因此，具备相同的非线性的特性，进而在构成全桥时，它的线性和非线性能够相互良好的抵消，所以，非线性还可以做的更小一些。

硅压阻压力传感器的应用研究

在工业领域中所应用的硅压力传感器设备把硅材料作为基础，有着明显物理特性的传感器设备，硅材料在应用期间受到环境与温度的一定影响，导致灵敏度与零点出现飘移，因此温度抵偿问题将是未来传感器功能需要提升和完善的关键及重点。

硅压阻压力传感器可满足多数工况下关于水相关介质的液体压力测量要求，尤其适