导读:本文包含了多晶硅纳米薄膜压力传感器论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:压力传感器,多晶硅纳米薄膜,双岛结构,有限元分析
多晶硅纳米薄膜压力传感器论文文献综述
陈雪娇,黄元庆,郑志霞,林振衡[1]（2018）在《基于双岛结构的多晶硅纳米薄膜压力传感器》一文中研究指出为解决传统半导体压力传感器温度特性差、非线性度高等问题,设计一种基于双岛结构的多晶硅纳米薄膜压力传感器。利用有限元分析软件分析硅膜结构的应力分布规律,确定力敏电阻的最佳布局,进一步提高了传感器的灵敏度。这种压力传感器兼具温度特性好、灵敏度高、线性度好等综合性能。(本文来源于《莆田学院学报》期刊2018年02期）
桑源凤[2]（2016）在《基于纳米多晶硅薄膜压力传感器汽车胎压监测系统研究》一文中研究指出本文采用微电子机械加工技术(MEMS)和低压化学气相沉积(LPCVD)方法在<100>晶向单晶硅SiO2层上设计、制作胎压传感器,该结构由方形硅膜和纳米多晶硅薄膜电阻构成的惠斯通电桥组成,以四个纳米多晶硅薄膜电阻作为胎压传感器压敏电阻,分别设计在方形硅膜边缘最大应力区。当轮胎压力施加到硅膜上时,硅膜发生弹性形变,纳米多晶硅薄膜电阻阻值发生改变,惠斯通电桥输出电压发生变化,可实现对轮胎压力的检测。在此基础上,本文结合轮胎压力量程测试要求,采用MEMS技术和LPCVD方法进行纳米多晶硅薄膜电阻胎压传感器芯片制作和封装,芯片尺寸为5×5mm~2。通过静态特性测试,实验结果给出,当V_(DD)=5.0V时,胎压传感器的线性度为0.239%F.S.,重复性为0.103%F.S.,迟滞性为0.115%F.S.,准确度为0.284%F.S.,灵敏度为0.117 mV/kPa,在-20℃~80℃温度范围,胎压传感器灵敏度温度系数为-0.106%/℃。根据本文制作的胎压传感器静态特性测试结果,分别设计轮胎压力监测模块和无线接收模块,与胎压传感器共同组成的胎压监测系统,轮胎压力监测模块通过胎压传感器采集轮胎压力,结合胎压传感器温度漂移进行温度补偿,并以无线方法将数据信息发送给无线接收模块,接收模块收到信息后,对其进行处理和显示,并对胎压高于或者低于标准胎压情况下,及时发出胎压报警信息。在此基础上,完成胎压监测系统的设计、制作、测试和调试。实验结果表明,本文设计、制作基于纳米多晶硅薄膜胎压传感器汽车胎压监测系统,有良好的稳定性和温度特性,可以实现对胎压的检测和无线传输功能。(本文来源于《黑龙江大学》期刊2016-03-27）
潘东阳[3]（2014）在《基于MEMS技术纳米多晶硅薄膜压力传感器制作及特性研究》一文中研究指出随着纳米技术发展，纳米多晶硅薄膜表现出优异的压阻特性，本文基于MEMS技术在<100>晶向单晶硅衬底上设计、制作纳米多晶硅薄膜压力传感器。通过采用LPCVD法在SiO2层上制备纳米多晶硅薄膜，薄膜厚度分别为61nm、82nm、114nm和170nm，通过XRD和SEM，研究薄膜厚度和退火温度对纳米多晶硅薄膜微结构特性的影响，XRD测试结果表明，纳米多晶硅薄膜在<111>晶向、<220>晶向和<311>晶向形成硅衍射峰，择优取向为<220>晶向，随着薄膜厚度增加，硅衍射峰强度增强，随着退火温度升高，衍射峰强度增强，晶粒尺寸增大；SEM测试结果表明，薄膜表面均匀，平整度较好，当薄膜厚度为61nm时，晶粒尺寸约为40nm，随着膜厚增加，晶粒尺寸增大。基于压阻效应，本文在C型单晶硅杯上设计四个纳米多晶硅薄膜电阻，构成惠斯通电桥结构，当外加压力P≠0kPa时，硅膜发生弹性形变，引起纳米多晶硅薄膜电阻阻值发生变化，桥路输出电压发生改变，实现对外加压力的检测。通过采用MEMS技术和LPCVD方法，实现尺寸为5mm×5mm的纳米多晶硅薄膜压力传感器芯片的制作。在室内环境温度为20℃，相对湿度为15%RH的条件下，采用压力校准系统（Fluke719100G）、数字万用表（Agilent34401A）、恒压源（Rigol DP832）及高低温湿热试验箱（GDJS-100G）对纳米多晶硅薄膜压力传感器进行测试。实验结果表明，当工作电压VDD=5.0V时，薄膜厚度为170nm，硅膜厚度为56μm，压敏电阻长宽比为320μm/80μm的压力传感器，其满量程(400kPa)输出电压为128.10mV，灵敏度为0.31mV/kPa，线性度为0.38%F.S.，重复性为0.19%F.S.，迟滞为0.15%F.S.，准确度为0.46%F.S.，在-40℃~150℃环境温度下，灵敏度温度系数为-0.099%/℃，相同条件下，硅膜厚度为47μm的压力传感器，灵敏度可达到0.45mV/kPa。实验结果表明，本文设计、制作的纳米多晶硅薄膜压力传感器能够实现对压力的检测，具有良好的压敏特性和温度特性，为压力传感器在提高灵敏度和改善温度特性方面的研究奠定基础。(本文来源于《黑龙江大学》期刊2014-03-28）
陆学斌[4]（2010）在《多晶硅纳米薄膜压阻特性及其压力传感器应用研究》一文中研究指出多晶硅薄膜良好的压阻特性使其在压阻式传感器中得到了广泛应用。已有研究结果表明,多晶硅纳米薄膜与普通多晶硅薄膜相比具有更加优越的压阻特性,因此有着广阔的应用前景。本文对多晶硅纳米薄膜的压阻特性进行研究,主要包括工艺条件对压阻特性的影响和多晶硅纳米薄膜杨氏模量的研究。在对压阻特性进行研究的基础上,进行多晶硅纳米薄膜的压力传感器应用研究。在工艺条件对压阻特性的影响研究中,利用LPCVD方法在不同工艺条件下制备了多晶硅纳米薄膜,研究了工艺条件对多晶硅纳米薄膜电阻、应变系数及其温度系数的影响,选取了优化工艺条件。此时,多晶硅纳米薄膜的应变系数达到34,比相同掺杂浓度的普通多晶硅薄膜高25%以上;应变系数的温度系数在1×10-3/℃附近,比普通多晶硅薄膜小近一倍;电阻的温度系数小于1×10-4/℃,比普通多晶硅薄膜小近一个数量级。优化工艺条件的选取,为多晶硅纳米薄膜的压力传感器应用研究提供了必要的设计依据。此外,还研究了掺杂浓度与压阻非线性的关系。对多晶硅纳米薄膜的压阻非线性进行了分析,发现多晶硅纳米薄膜的压阻非线性主要来源于晶界。对于多晶硅纳米薄膜,晶粒度很小,随着掺杂浓度的变化,晶界宽度发生变化,同时晶界压阻效应在多晶硅压阻效应中占据的比重也发生变化,因此晶界对多晶硅压阻非线性的影响随着掺杂浓度的变化而变化。掺杂浓度与压阻非线性关系的研究同样为研制多晶硅纳米膜压力传感器提供了设计依据。在压阻特性的研究中,对多晶硅纳米薄膜的杨氏模量进行了研究。在隧道压阻理论中,多晶硅纳米薄膜的杨氏模量是采用单晶硅的杨氏模量与一修正系数相乘而来,而对该修正系数的取值并没有给出合理的解释。在传感器的结构设计中,为了使有限元仿真结果与实际情况更加接近,需要多晶硅纳米薄膜的杨氏模量作为仿真参数。本文利用扫描电镜和透射电镜对多晶硅纳米薄膜的微观结构进行表征,根据多晶硅纳米薄膜的生长、结构特点,建立了晶粒模型。以该模型为基础,提出了用于计算多晶材料纳米薄膜杨氏模量的方法,并计算了多晶硅纳米薄膜的杨氏模量。利用原位纳米力学测试系统对多晶硅纳米薄膜的杨氏模量进行了测试。理论计算结果与测试结果进行比较,二者吻合。多晶硅纳米薄膜杨氏模量的研究完善了隧道压阻理论,同时为后续压力传感器的结构设计提供了依据。在对多晶硅纳米薄膜压阻特性进行研究的基础上,进行了多晶硅纳米薄膜的压力传感器应用研究。对多晶硅纳米膜压力传感器进行有限元仿真,根据仿真结果对传感器的结构进行了优化设计。利用多晶硅纳米薄膜作为传感器压敏电阻的制作材料,制定完整工艺流程,解决了传感器研制过程中的关键工艺,完成压力传感器的研制。该压力传感器的量程为0~0.6MPa。多晶硅纳米薄膜具有良好的高温压阻特性,在0~200℃的温度范围内,对所研制传感器的性能进行了测试。将研制的多晶硅纳米膜压力传感器和普通多晶硅压力传感器以及其他类型高温压力传感器进行比较,多晶硅纳米膜压力传感器具有高灵敏度、低温度系数以及工艺简单等优点。本文为将多晶硅纳米薄膜应用于压阻式传感器的研究奠定了基础,同时实现了多晶硅纳米膜压力传感器的研制。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2010-05-01）
王健,揣荣岩,何晓宇,刘伟,张大为[5]（2009）在《多晶硅纳米薄膜压阻式压力传感器》一文中研究指出多晶硅纳米薄膜具有优越的应变灵敏特性和稳定的温度特性。为了使这种良好的压阻特性得到实际应用,文中给出了多晶硅纳米薄膜压阻式压力传感器的设计方法。根据多晶硅纳米薄膜压阻特性和硅杯腐蚀技术条件确定弹性膜片结构,并采用有限元分析方法对弹性膜片尺寸以及应变电阻分布进行了优化。依据优化设计结果试制了压力传感器芯片。实验表明该传感器工艺简单、高温特性好、灵敏度高。(本文来源于《仪表技术与传感器》期刊2009年09期）
王健[6]（2009）在《多晶硅纳米薄膜压力传感器设计》一文中研究指出半导体压力传感器在现代社会中具有广泛的应用,采用新材料是提高传感器性能的有效途径。最新研究结果表明多晶硅纳米薄膜(PSNF)具有比普通多晶硅薄膜更为优越的压阻特性。为使这种薄膜在传感器上得到有效应用,本文对已有半导体传感器设计进行系统研究,充分利用材料的压阻特性,给出了PSNF压力传感器设计方法,采用常规工艺制作了传感器芯片,测试结果表明达到设计目标。PSNF是膜厚接近或小于100nm的多晶硅薄膜,在掺杂浓度为3×10~(20) cm~(-3)附近时具有显着的隧道压阻效应,表现出比常规多晶硅薄膜更优越的压阻特性,应变因子(GF)可达34,比普通多晶硅薄膜高20%以上:应变因子温度系数(TCGF)可小于1×10~(-3)/℃,比普通薄膜小一倍以上;电阻温度系数(TCR)可小于1×10~(-1)/℃,几乎比普通薄膜小一个数量级。这对发展高灵敏、低温漂、宽工作温度范围的低成本压力传感器具有重要的应用价值。根据PSNF压阻特性和硅杯腐蚀技术条件确定弹性膜片结构,并采用有限元分析方法对弹性膜片尺寸以及应变电阻分布进行了优化。为了实现温度补偿,本文在压力传感器芯片上设计一个肖特基二极管作温度传感器,并使其不增加压力传感器工艺步骤。MEDICI软件仿真结果表明所设计的肖特基二极管结温度系数为-6.70mV/℃。依据优化设计结果试制了量程为1 MPa的压力传感器芯片。测得传感器灵敏度为10mV/MPa·V;零点温度系数≤1×10~(-3) FS/℃;灵敏度温度系数数值(电路补偿前)≤|-1×10~(-3)| FS/℃;全精度≤0.24%FS。实验结果说明PSNF压力传感器工艺简单、高温特性好、灵敏度高,达到高精度等级。(本文来源于《沈阳工业大学》期刊2009-03-05）
张大为[7]（2009）在《多晶硅纳米薄膜压力传感器工艺研究》一文中研究指出多晶硅纳米薄膜(PSNF)因其良好的压阻特性,有着广阔的应用前景,本文为PSNF在压阻式压力传感器上得到更好的应用,试制了PSNF压力传感芯片。研究的重点是PSNF压力传感芯片的工艺设计与仿真,并提取最佳工艺条件。运用LPCVD技术生长出具有优越压阻特性的PSNF是制作PSNF压力传感芯片的核心技术。本文所提取的最佳工艺条件为:淀积温度620℃,薄膜厚度在80～100nm,掺杂浓度在3×10~(20)cm~(-3)左右。在这种工艺条件下得到的PSNF的应变系数可达到34,比普通的多晶硅薄膜高25%以上。在体加工中,通过对比分析几种各向异性腐蚀剂,最终选取KOH系统腐蚀硅杯。为保护PSNF电阻免受污染和氧化,保证薄膜的优越压阻特性,起保护作用的绝缘层和钝化层的工艺设计显得尤为重要。然而,PSNF及其钝化层是在高温下通过化学气相淀积形成的,由于它们的热膨胀系数不同,温度恢复到室温后必然要形成残余应力。残余应力过大,不仅会破坏传感器的重复性和线性度,还会降低传感器的可靠性。为此,针对PSNF压力传感芯片的基本结构特点,分别以化学气相淀积SiO_2、Si_3N_4或两者的复合薄膜为钝化层,用有限元法分析了应力分布与钝化层结构之间关系。结果表明合理控制Si_3N_4-SiO_2-Si_3N_4复合钝化结构中各层的厚度,可有效降低材料热失配引起热应力。从而给出了压阻薄膜钝化层结构的设计方法。本文按照优化的工艺条件制作芯片,所测传感器灵敏度为10mV/MPa.V,非线性误差为0.006%FS,迟滞误差为0.12%FS,重复性误差为0.07%FS,零位温度系数为0.062%FS/℃,灵敏度温度系数为-0.1%FS/℃,全精度可达到0.18%FS。可以看出由该工艺条件下制作出的PSNF压力传感器的优良性能,同时印证了本文所论述的工艺条件的可行性和优越性,验证了多晶硅隧道压阻理论。(本文来源于《沈阳工业大学》期刊2009-02-25）
赵晓锋,温殿忠[8]（2008）在《纳米多晶硅薄膜压力传感器制作及特性》一文中研究指出给出一种纳米多晶硅薄膜压力传感器,采用LPCVD法在衬底温度620℃时制备纳米多晶硅薄膜,基于MEMS技术在方形硅膜不同位置制作由4个薄膜厚度为63.0nm的掺硼纳米多晶硅薄膜电阻构成惠斯通电桥结构,实现对外加压力的检测.实验结果表明,当硅膜厚度75μm时,纳米多晶硅薄膜压力传感器在恒压源5.0V供电时,满量程(160kPa)输出为24.235mV,灵敏度为0.151mV/kPa,精度为0.59%F.S,零点温度系数和灵敏度温度系数分别为-0.124%/℃和-0.108%/℃.(本文来源于《半导体学报》期刊2008年10期）
多晶硅纳米薄膜压力传感器论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文采用微电子机械加工技术(MEMS)和低压化学气相沉积(LPCVD)方法在<100>晶向单晶硅SiO2层上设计、制作胎压传感器,该结构由方形硅膜和纳米多晶硅薄膜电阻构成的惠斯通电桥组成,以四个纳米多晶硅薄膜电阻作为胎压传感器压敏电阻,分别设计在方形硅膜边缘最大应力区。当轮胎压力施加到硅膜上时,硅膜发生弹性形变,纳米多晶硅薄膜电阻阻值发生改变,惠斯通电桥输出电压发生变化,可实现对轮胎压力的检测。在此基础上,本文结合轮胎压力量程测试要求,采用MEMS技术和LPCVD方法进行纳米多晶硅薄膜电阻胎压传感器芯片制作和封装,芯片尺寸为5×5mm~2。通过静态特性测试,实验结果给出,当V_(DD)=5.0V时,胎压传感器的线性度为0.239%F.S.,重复性为0.103%F.S.,迟滞性为0.115%F.S.,准确度为0.284%F.S.,灵敏度为0.117 mV/kPa,在-20℃~80℃温度范围,胎压传感器灵敏度温度系数为-0.106%/℃。根据本文制作的胎压传感器静态特性测试结果,分别设计轮胎压力监测模块和无线接收模块,与胎压传感器共同组成的胎压监测系统,轮胎压力监测模块通过胎压传感器采集轮胎压力,结合胎压传感器温度漂移进行温度补偿,并以无线方法将数据信息发送给无线接收模块,接收模块收到信息后,对其进行处理和显示,并对胎压高于或者低于标准胎压情况下,及时发出胎压报警信息。在此基础上,完成胎压监测系统的设计、制作、测试和调试。实验结果表明,本文设计、制作基于纳米多晶硅薄膜胎压传感器汽车胎压监测系统,有良好的稳定性和温度特性,可以实现对胎压的检测和无线传输功能。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
多晶硅纳米薄膜压力传感器论文参考文献
[1].陈雪娇,黄元庆,郑志霞,林振衡.基于双岛结构的多晶硅纳米薄膜压力传感器[J].莆田学院学报.2018
[2].桑源凤.基于纳米多晶硅薄膜压力传感器汽车胎压监测系统研究[D].黑龙江大学.2016
[3].潘东阳.基于MEMS技术纳米多晶硅薄膜压力传感器制作及特性研究[D].黑龙江大学.2014
[4].陆学斌.多晶硅纳米薄膜压阻特性及其压力传感器应用研究[D].哈尔滨工业大学.2010
[5].王健,揣荣岩,何晓宇,刘伟,张大为.多晶硅纳米薄膜压阻式压力传感器[J].仪表技术与传感器.2009
[6].王健.多晶硅纳米薄膜压力传感器设计[D].沈阳工业大学.2009
[7].张大为.多晶硅纳米薄膜压力传感器工艺研究[D].沈阳工业大学.2009
[8].赵晓锋,温殿忠.纳米多晶硅薄膜压力传感器制作及特性[J].半导体学报.2008