用于低温环境的铂电阻温度微传感器.pdfVIP

2013年 第32卷 第4期 传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies) l19 用于低温环境的铂 电阻温度微传感器 梅加兵，刘景全，江水东，杨 斌 ，杨春生 (上海交通大学 微纳科学技术研究院，微米／纳米加工技术国家重点实验室，上海 200240) 摘 要：目前 ，铂 电阻温度传感器主要应用于 73K(--200oC)以上环境的温度检测。设计了可用于 10K (--263oC)-200K(-73℃)低温区的铂电阻温度微传感器。铂电阻温度微传感器采用对称 的折 回型结 构，这种结构有效地降低了交流感抗的影响。传感器的敏感薄膜是一层采用磁控直流溅射沉积厚度为 200nm的铂薄膜。采用 QDPPMS仪器测试传感器的电阻与温度的变化关系，得出传感器的电阻温度系数 (TCR)：研制的温度传感器的电阻温度系数在温度高于30K(--243℃)时可达到9980×10～／K，同时在低 于30K(--243℃)的深低温区域TCR也可达到 3730×10～／K。 关键词：温度微传感器；微机 电系统；铂；低温 中图分类号：TH811 文献标识码 ：A 文章编号：1000-9787(2013)04-01l9_o2 Ptresistancetemperaturemicro—sensorfor low temperaturem easurem ent MEIJia—bing，LIUJing—quan，JIANGShui—dong，YANGBin，YANGChun—sheng (StateKeyLaboratoryofMicro／NanoFabricationTechnology，ResearchInstituteofMicro／NanoTechnology， ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240，China) Abstract：CurrentlyPtresistancetemperaturesensorismainlydeployedforthemeasurementofthetemperature higherthan73K thatis --200℃ ．Ptresistancetemperaturemicrosensorforlow temperatureregionrangeof10K (--263℃)～200K(一73℃)iSstudied．Thesymmetricalturnback structurewhicheffectivelyreducesthe influenceofimpendenceofthealternatingcurrent(AC)isdesigned．ThePtfilm withthicknessof200nm is depositedbymagnetron directcurrent(DC)sputteringprocess．Therelationship between resistanceand temperatureofPtmicrosensorischaracterizedbyQDPPMSinstrument．andTCRcanachieve9980X10 ／K whileT30K(--243℃)．and3730 ×10 ／KwhileT30K(一243℃)respectively． Keywords：temperaturemicrosensor；MEMS；Pt；low temperature 0 引 言 究的铂电阻温度传感器主要应用于--200℃以上温区的温 在深低温区域用于温度检测 的材料 中应用 比较广泛的 度检测，对于用于检测低于 --200℃温区的铂 电阻传感器 是二极管、铂和掺杂的锗材料等。MitinVF教授对掺杂的 的研究工作 比较有限。本文研制的通过 M