扩散硅压阻式力敏传感器的组成及优缺点

扩散型压阻式力敏传感器大都采用单晶硅和半导体平面工艺制成。单晶硅是各向异性材料，取向不同时特性不一样，因此必须根据传感器受力不变形情况来加工制造扩散硅敏感电阻膜片。一般以N型硅为衬底（又称基片），采用氧化、扩散等工艺将硼原子沿给定的晶向扩散到N型硅补底材料中，形成P型扩散层。结果硼扩散区便形成应变电阻，并用衬底形成一个整体，当它受压力作用时，应变电阻发生变化，从而使输出发生变化。扩散型压阻式力敏传感器主要由硅膜片（硅杯）、外壳和引线等组成。硅膜片是核心部分，其形状像杯子故名硅杯，在膜片上，用半导体工艺中的扩散掺杂法做成四个相等的电阻，经蒸镀金属电极及连线，接成电桥形式，用引线引出。硅膜片两侧有两个压力腔，一侧是和被测系统相连接的高压腔；另一侧是低压腔，通常和大气相连，也有做成真空的。当膜片两侧存在压力差时，膜片发生不变形，产生应力应变，从而使扩散电阻的电阻值发生变化，电桥失去平衡，输出相对应的电压，其大小就反映了膜片所受压力差值。

扩散硅压阻式力敏传感器有哪些优缺点？

1.优点：

1)频率响应范围宽，固有频率很高；2)体积小，可微型化，由于采用了集成电路的工艺方法，因丽硅膜片敏感元件可做得很小；3）准确度高，由于不存在传动机构造成的误差，也消除了一般压力传感器中金属膜片或应变及粘贴时因蠕变、迟滞产生的误差，所以大大提高了传感器的准确度；4)灵敏度高；5)由于压阻式传感器无活动部件，所以它工作可靠，耐振、耐冲击、耐腐蚀、抗干扰能力强，可以在恶劣环境下工作。

2.缺点1)由于压阻式传感器是用半导体材料制作的，所以受温度影响较大；因此，在瀑度变化大的环境中使用时，必须进行温度补偿；2)制作工艺复杂，对研制条件要求高，尤其是扩散杂质、烧结、封装工艺等比其他传感器要复杂得多，因而成本较高。