國(guó)家傳感器科技發(fā)展概況介紹
3 共性關(guān)鍵技術(shù)研究提高了傳感器行業(yè)的技術(shù)水平
九五國(guó)家傳感器科技攻關(guān),在共性關(guān)鍵技術(shù)方面,主要解決了傳感器CAD應(yīng)用技術(shù),關(guān)鍵制造工藝技術(shù),微機(jī)械加工應(yīng)用技術(shù)和可靠性技術(shù)的研究,并在傳感器生產(chǎn)中得到應(yīng)用和推廣。
(1)傳感器CAD設(shè)計(jì)應(yīng)用技術(shù)研究 使擴(kuò)散硅壓力傳感器、差壓傳感器、多功能壓力傳感器、加速度傳感器、霍爾磁敏元件和應(yīng)變式傳感器實(shí)現(xiàn)了CAD設(shè)計(jì)。從應(yīng)力分析、版圖設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)都實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)化。設(shè)計(jì)結(jié)果在生產(chǎn)工藝線得到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,總符合率達(dá)到80%.力敏器件的平面工藝進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬,確定了平面工藝中擴(kuò)散、離子注入、氧化、再擴(kuò)散等關(guān)鍵制造工藝的計(jì)算機(jī)模擬程序。提高了傳感器的
設(shè)計(jì)水平和新產(chǎn)品的自主開發(fā)能力。
(2)擴(kuò)散硅4芯片生產(chǎn)工藝研究 在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)散硅傳感器用4硅片工藝進(jìn)行生產(chǎn),通過調(diào)整工藝參數(shù),使硅壓阻傳感器的靈敏度溫度漂移在-30-80℃的全溫區(qū)內(nèi)控制在0.5%FS之內(nèi),實(shí)現(xiàn)了靈敏度溫度漂移免補(bǔ)償。通過傳感器性能參數(shù)穩(wěn)定性的研究,使傳感器的100h短期穩(wěn)定性達(dá)到5ttV之內(nèi),保證年長(zhǎng)期穩(wěn)定性達(dá)到0.2%FS,達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平。批量生產(chǎn)的4硅片的硅壓阻芯片,管芯最小面積為1.2×1.2(mm),合格率達(dá)85%.
(3)InSb薄膜工藝技術(shù)研究 解決了用In、Sb單質(zhì)蒸鍍工藝,在磁性和非磁性基底上替代InSb單晶蒸鍍制作多晶膜的工藝技術(shù),降低了成本,提高了成品率。同時(shí)采用選擇性濕法刻蝕工藝,特別是InSb-Au歐姆接觸膜層的選擇性刻蝕工藝制作電極。工藝成品率達(dá)到60%以上。用該InSb薄膜開發(fā)了3個(gè)品種13個(gè)規(guī)格的InSb霍爾元件,并進(jìn)行批量生產(chǎn)。
(4) 化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕、Si-Si鍵合等微機(jī)械加212/12藝在傳感器批量生產(chǎn)中得到應(yīng)用。成功地應(yīng)用于10kPa~60MPa傳感器的批量生產(chǎn)中,腐蝕硅膜片的最小厚度達(dá)到10/tm,精度控制在10%之內(nèi)。目前,沈陽(yáng)儀器儀表工藝研究所擴(kuò)散硅壓力傳感器的敏感膜片全部由精密化學(xué)腐蝕、大片靜電封接、硅-硅鍵合等MEMS工藝完成。腐蝕和封接工藝的成品率達(dá)75%.在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了擴(kuò)散硅壓力傳感器用微機(jī)械加工工藝進(jìn)行批量生產(chǎn)。
(5)通過傳感器可靠性技術(shù)研究,完成了傳感器綜合應(yīng)力試驗(yàn),制定了綜合應(yīng)力試驗(yàn)的技術(shù)規(guī)范,使PTC、NTC熱敏電阻、擴(kuò)散硅壓力傳感器、InSb霍爾元件的可靠性壽命試驗(yàn)時(shí)間由1年左右縮短到1~2個(gè)月,可靠性試驗(yàn)技術(shù)有了較大的提高。通過可靠性增長(zhǎng)技術(shù)研究,使企業(yè)批量生產(chǎn)的DL93、SG75擴(kuò)散硅壓力傳感器、石英諧振稱重傳感器、PTC熱敏電阻、NTC熱敏電阻、InSb霍爾元件、a-Fe203氣敏元件、廉價(jià)濕度傳感器的可靠性指標(biāo)提高1--2個(gè)數(shù)量級(jí)。
4 結(jié)束語(yǔ)
可以看出,九五傳感器科技攻關(guān)面向市場(chǎng)需求,面向經(jīng)濟(jì)建設(shè)需要,在提高我國(guó)傳感器的技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化程度方面取得了較大成績(jī),起到了科技成果產(chǎn)業(yè)化的孵化器的作用,促進(jìn)了我國(guó)傳感器技術(shù)水平的提高,加快了科技成果產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程。
21世紀(jì),人類全面進(jìn)入信息電子化的時(shí)代。敏感元件及傳感器是信息系統(tǒng)的關(guān)鍵基礎(chǔ)元器件。微電子和微機(jī)械加工等先進(jìn)制造技術(shù)的使用,使傳感器技術(shù)迅速發(fā)展。與傳統(tǒng)的傳感器相比,最新一代敏感元件及傳感器的突出特征是數(shù)字化、智能化、陣列化、微小型化和微系統(tǒng)化。作為現(xiàn)代信息技術(shù)的三大核心技術(shù)之一的傳感器技術(shù),將是21世紀(jì)人們?cè)诟咝录夹g(shù)發(fā)展方面爭(zhēng)奪的一個(gè)制高點(diǎn)。因此我們必須重視傳感器技術(shù)的發(fā)展,使之盡快產(chǎn)業(yè)化。
評(píng)論