Интегральный тензопреобразователь

 

Союз Советсинк

Соцнапнстнчесиик

Республик (1 )1002825

К АВТОР СХО МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22)Заявлено 27.05.81 (21) 3296692/25-28 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 07.03 83. Бюллетень №9

Дата опубликования описания 07 .03 .83 (51)NL. Кл.

G.01 В 7/18

Гес1дврствеккый кфамтет

СССР

le гаваи кзобретенкй

N вткрытий (53) УДК 531.781, . 2(088.8) с

О В Яковлев у

Башкирский государственный универс им. 40-летия Октября Р (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54) ИНТЕГРАЛЬНЫЙ ТЕНЗОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к изготавливаемым по интегральной технологии полугроводниковым чувствительным элементам, и может быть использовано при создании датчиков усилий, давлений, перемещений и ускорений. слое (2J .

Однако известный интегральный

20 тензопреобразователь не обеспечивает высокой точности измерений в условиях радиационного излучения, так как нитрид кремния также характеИзвестен интегральный тензопреобразователь, содержащий упругий we-. мент, выполненный из монокристаллического кремния, изоляционный слой из двуокиси кремния, нанесенный на верхнюю поверхность упругого элемента, полупроводниковые тензорезисторы и токоведущие дорожки, размещенные. на изоляционном слое $1) .

Однако этот интегральный тензопреобразователь не обеспечивает сохранения высокой точности измерения в условиях радиационного излучения, так как нижняя и боковые поверхности упругого элемента и внешние поверхности тензорезисторов и токоведущих дорожек не защищены изоляционным слоем, вследствие чего наблюдается интенсивный рост дефектов в этих структурах, а сам изоляционный спой из окиси кремния обладает недостаточной радиационной стойкостью.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является интегральный тензопреобразователь,. содержащий уп10 ругий элемент, выполненный из монокристаллического кремния, изоляционный слой из нитрида кремния, нанесенный на верхнюю и нижнюю поверхности упругого элемента, полупроводниковые тензорезисторы и токоведущие дорожки, размещенные на изоляционном

3 1ОО ризуется недостаточной радиационной стойкостью, а конструкция преобразователя не исключает интенсивного роста дефектов структуры тензорезисторов и токоведущих дорожек. 5

Цель изобретения - повышение точности измерения в условиях радиационного излучения.

Эта цель достигается тем, что в известном интегральном тензопреобра- щ зователе, содержащем упругий элемент, выполненный из монокристаллического кремния, изоляционный слой, нанесенный на . упругий элемент, полу.проводниковые тензорезисторы и токоведущие дорожки, размещенные на изоляционном слое, изоляционный слой выполнен в виде пленки окиси алюминия толщиной 0,5-1,0 мкм, нанесенной на всю поверхность упругого элемента и на внешние поверхности тензорезисторов и токоведущих дорожек.

На чертеже представлен интегральный тензопреобразователь, общий вид. 25

Интегральный тензопреобразователь содержит упругий элемент 1, выполненный из монокристаллического кремния изоляционный слой 2, нанесенный на верхнююповерхность упругогоэлемен- Зо та 1, изоляционный слой 3, нанесенный на нижнюю поверхность упругого элемента 1, полупроводниковые тензорезисторы 4 (на чертеже условно показан один тензорезистор) и токоведущие дорожки 5 и 6, а также изоля35 ционный слой 7, нанесенный на внешнюю поверхность тензорезисторов 4 и токоведущих дорожек 5 и 6. Изоляционные слои 2 3 и 7 соединяются между со о бой так, что они образуют герметичную оболочку толщиной 0,5-1,0 мкм и выполнены из окиси алюминия.

Интегральный тензопреобразователь работает следующим образом.

При воздействии измеряемого меха45 нического параметра, например давления, на упругий элемент последний деФормируется; эта деформация через изоляционный слой 2 передается тензорезисторам 4, а изменение сопротивления тензорезиюторов 4 приводит к появлению на выходе схемы (на чертеже мостовая схема не показана) соответ2825 4 ствующего сигнала. При длительном воздействии радиационного излучения происходит накопление дефектов в структуре полупроводниковых и окисных пленок, однако, вследствие повышенной радиационной стойкости окиси алюминия и наличия герметичного изоляционного слоя на поверхностях упругого элемента 1, тензорезисторов

4 и токоведущих дорожек 5 и 6 накопление дефектов в них идет медленно, что обеспечивает сохранность градуировочной характеристики интегрального тензопреобразователя в течение установленного срока эксплуатации датчика, а следовательно, и повышение точности измерений.

Использование описанного интегрального тензопреобразователя позволяет строить более точные датчики давления, усилия, перемещения и ускорения, чем существующие, предназначенные для работы в условиях радиационного излучения. Так, для дозы облучения 10 рад относительное изменение выходного сигнала 3,5-3,8i, в то время как у известного 5,0-5,4 .

Формула изобретения

Интегральный тензопреобразователь, содержащий упругий элемент,выполненный из монокристаллического кремния, изоляционный слой, нанесенный на упругий элемент, полупроводнико» вые тензорезисторы и токоведущие дорожки, размещенные на изоляционном слое, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения в условиях радиационного излучения, изоляционный слой выполнен в виде пленки окиси алюминия толщиной

0 5-1,0 мкм,нанесенной на всю поверхность упругого элемента и на внешние поверхности .тензорезисторов и токоввдущих дорожек.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США У 3800264, кл. 338-2, 1974.

2. Патент США и 3858150 кл.338-2, 1974 (прототип).

1002825

Составитель H. Тимошенко

Техред А.Бабинец Корректор Л. Бокшан

Редактор К.Волощук

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 1529/19 Тираж 600

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб.; д. 4/5