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国家传感器科技攻关和技术发展状况
2006年6月29日 9:6  来源:中国开关网

    4、共性关键技术研究提高了传感器行业的技术水平

    “九五”国家传感器科技攻关,在共性关键技术方面,主要解决了传感器CAD应用技术,关键制造工艺技术,微机械加工应用技术和可靠性技术的研究,并在传感器生产中得到应用和推广。

    (1)传感器CAD设计应用技术研究使扩散硅压力传感器、差压传感器、多功能压力传感器、加速度传感器、霍尔磁敏元件和应变式传感器实现了CAD设计。从应力分析、版图设计、结构分析、图纸设计都实现计算机化。设计结果在生产工艺线得到实验验证,总符合率达到80%.力敏器件的平面工艺进行计算机模拟,确定了平面工艺中扩散、离子注入、氧化、再扩散等关键制造工艺的计算机模拟程序。提高了传感器的设计水平和新产品的自主开发能力。

    (2)扩散硅4"芯片生产工艺研究在国内实现扩散硅传感器用4"硅片工艺进行生产,通过调整工艺参数,使硅压阻传感器的灵敏度温度漂移在-30-80℃的全温区内控制在0.5%FS之内,实现了灵敏度温度漂移免补偿。通过传感器性能参数稳定性的研究,使传感器的100h短期稳定性达到5ttV之内,保证年长期稳定性达到0.2%FS,达到国外同类产品的先进水平。批量生产的4"硅片的硅压阻芯片,管芯最小面积为1.2×1.2(mm),合格率达85%。

    (3)InSb薄膜工艺技术研究解决了用In、Sb单质蒸镀工艺,在磁性和非磁性基底上替代InSb单晶蒸镀制作多晶膜的工艺技术,降低了成本,提高了成品率。同时采用选择性湿法刻蚀工艺,特别是InSb-Au欧姆接触膜层的选择性刻蚀工艺制作电极。工艺成品率达到60%以上。用该InSb薄膜开发了3个品种13个规格的InSb霍尔元件,并进行批量生产。

    (4)在新型气湿敏超细粉料的研制方面,通过攻关,开发了Zr02-Y20,湿敏材料和NaSiCON固体电解质材料,应用这些材料,研制了400C的高温湿度传感器和平面内加热式C02气敏元件。

    (5)化学腐蚀、电化学腐蚀、Si-Si键合等微机械加212/12艺在传感器批量生产中得到应用。成功地应用于10kPa~60MPa传感器的批量生产中,腐蚀硅膜片的最小厚度达到10/tm,精度控制在10%之内。目前,沈阳仪器仪表工艺研究所扩散硅压力传感器的敏感膜片全部由精密化学腐蚀、大片静电封接、硅-硅键合等MEMS工艺完成。腐蚀和封接工艺的成品率达75%.在国内首次实现了扩散硅压力传感器用微机械加TT艺进行批量生产。

    (6)通过传感器可靠性技术研究,完成了传感器综合应力试验,制定了综合应力试验的技术规范,使PTC、NTC热敏电阻、扩散硅压力传感器、InSb霍尔元件的可靠性寿命试验时间由1年左右缩短到1~2个月,可靠性试验技术有了较大的提高。通过可靠性增长技术研究,使企业批量生产的DL93、SG75扩散硅压力传感器、石英谐振称重传感器、PTC热敏电阻、NTC热敏电阻、InSb霍尔元件、a-Fe203气敏元件、廉价湿度传感器的可靠性指标提高1--2个数量级。

    5、结束语

    可以看出,“九五”传感器科技攻关面向市场需求,面向经济建设需要,在提高我国传感器的技术水平和产业化程度方面取得了较大成绩,起到了科技成果产业化的孵化器的作用,促进了我国传感器技术水平的提高,加快了科技成果产业化的进程。

    21世纪,人类全面进入信息电子化的时代。敏感元件及传感器是信息系统的关键基础元器件。微电子和微机械加工等先进制造技术的使用,使传感器技术迅速发展。与传统的传感器相比,最新一代敏感元件及传感器的突出特征是数字化、智能化、阵列化、微小型化和微系统化。作为现代信息技术的三大核心技术之一的传感器技术,将是21世纪人们在高新技术发展方面争夺的一个制高点。因此我们必须重视传感器技术的发展,加快产业化的进程。

    

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