压力传感器芯片版图设计中若干重要问题_1_.pdfVIP

第 24 卷 1 期 　　　　　　　　　　　　半 　导 　体 　杂 　志 　　　　　　　　　　　　1999 年 3 月 压力传感器芯片版图设计中 ( ) 若干重要问题 1 1 1 1 2 1 孙以材 　高振斌 　贾德贵 　石俊生 　杨瑞霞 ( 1 　河北工业大学 ,天津 　300130 ; 　2 　云南师范大学 , 昆明 ,650092) 摘要 : 详细讨论了压阻型压力传感器设计中若刊重要问题 。这些问题是合理利用压阻系数和膜 上的应力 , 电阻条的布置和设计以及可靠性 。 关键词 : 压力 ;传感器 ;压阻系数 ; 电阻条布置 中图分类号 : TN305. 7 　　文献标识码 :A 　　文章编号 :1005 - 3077( 1999) - 01 - 0025 - 13 Several Important Problems on The Design of The Silicon Pressure Sensors 1 1 1 2 1 Sun Yicai 　Gao Zhenbin 　Jia Degui 　Shi J unsheng 　Yang Ruixia ( 1 　Hebei University of technology , Tianjin ,300130 ; 　2 　Yunnan Normal University , Kunming ,650092) Abstract : Several important problems on the design of the piezoresistive silicon pressure sensors are discussed in detail. These are resonable usage of the piezoresistive coefficients and the stress on the membrane , the arrangement and design of the piezoresistors as well as reliabitities. Key words : Pressure ; Sensors ; Piezoresistive coefficient ; arrangement and design of the resistors 1 　引　　言 　　压力传感器是用来测量流体压力 、大批量规模生产的计量或传感仪表元件 。对不同的 应用场合提出和满足量程和温度范围以及一定的精度要求 。任何机械或仪表元件的制造都 要涉及设计 、工艺以及调试检验过程 。设计在先 ,进行统筹规划以达到一定的指标 ,满足应 用要求 。工艺是达到设计 目标的有力保证 。调试又是使设计的目标得以实现 。三个过程都 很重要 ,缺一不可 。设计之所以重要 ,是因为设有好的设计便达不到规定的目标 。传感器的 性能便满足不了应用要求 。设计也要考虑现有工艺装备和水平 ,也要规定达到指标的调试 方法 ,所使用原材料 ,甚至必须考虑经济性问题 。 　　本文不打算全面考虑所有与设计有关的问题 ,诸如制订工艺文件 、全部工程图纸的绘 制 ,而是讨论掩膜版设计中的重要问题 。即是指在不降低膜片的过载能力条件下 ,怎样使传 感器获得较高的灵敏度 ,较小的零点输出、零点温漂 、灵敏度温漂 。也就是说 ,充分利用压阻 系数和应力的联合作用效果 , 电阻条的合理布置和设计以及可靠性 。为充分利用弹性膜上 收稿 日期 :1998 - 04 - 01 国家自然科学基金资助项 目部份内容