國家傳感器科技發(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應用技術(shù)，關(guān)鍵制造工藝技術(shù)，微機械加工應用技術(shù)和可靠性技術(shù)的研究，并在傳感器生產(chǎn)中得到應用和推廣。

(1)傳感器CAD設(shè)計應用技術(shù)研究 使擴散硅壓力傳感器、差壓傳感器、多功能壓力傳感器、加速度傳感器、霍爾磁敏元件和應變式傳感器實現(xiàn)了CAD設(shè)計。從應力分析、版圖設(shè)計、結(jié)構(gòu)分析、圖紙設(shè)計都實現(xiàn)計算機化。設(shè)計結(jié)果在生產(chǎn)工藝線得到實驗驗證，總符合率達到80％．力敏器件的平面工藝進行計算機模擬，確定了平面工藝中擴散、離子注入、氧化、再擴散等關(guān)鍵制造工藝的計算機模擬程序。提高了傳感器的

設(shè)計水平和新產(chǎn)品的自主開發(fā)能力。

(2)擴散硅4芯片生產(chǎn)工藝研究 在國內(nèi)實現(xiàn)擴散硅傳感器用4硅片工藝進行生產(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)，實現(xiàn)了靈敏度溫度漂移免補償。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)定性達到5ttV之內(nèi)，保證年長期穩(wěn)定性達到0．2％FS，達到國外同類產(chǎn)品的先進水平。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。工藝成品率達到60％以上。用該InSb薄膜開發(fā)了3個品種13個規(guī)格的InSb霍爾元件，并進行批量生產(chǎn)。

(4) 化學腐蝕、電化學腐蝕、Si-Si鍵合等微機械加212／12藝在傳感器批量生產(chǎn)中得到應用。成功地應用于10kPa～60MPa傳感器的批量生產(chǎn)中，腐蝕硅膜片的最小厚度達到10／tm，精度控制在10％之內(nèi)。目前，沈陽儀器儀表工藝研究所擴散硅壓力傳感器的敏感膜片全部由精密化學腐蝕、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75％．在國內(nèi)首次實現(xiàn)了擴散硅壓力傳感器用微機械加工工藝進行批量生產(chǎn)。

(5)通過傳感器可靠性技術(shù)研究，完成了傳感器綜合應力試驗，制定了綜合應力試驗的技術(shù)規(guī)范，使PTC、NTC熱敏電阻、擴散硅壓力傳感器、InSb霍爾元件的可靠性壽命試驗時間由1年左右縮短到1～2個月，可靠性試驗技術(shù)有了較大的提高。通過可靠性增長技術(shù)研究，使企業(yè)批量生產(chǎn)的DL93、SG75擴散硅壓力傳感器、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、廉價濕度傳感器的可靠性指標提高1--2個數(shù)量級。

4 結(jié)束語

可以看出，九五傳感器科技攻關(guān)面向市場需求，面向經(jīng)濟建設(shè)需要，在提高我國傳感器的技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化程度方面取得了較大成績，起到了科技成果產(chǎn)業(yè)化的孵化器的作用，促進了我國傳感器技術(shù)水平的提高，加快了科技成果產(chǎn)業(yè)化的進程。

21世紀，人類全面進入信息電子化的時代。敏感元件及傳感器是信息系統(tǒng)的關(guān)鍵基礎(chǔ)元器件。微電子和微機械加工等先進制造技術(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世紀人們在高新技術(shù)發(fā)展方面爭奪的一個制高點。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。