压阻式SiC高温压力传感器设计开题报告
2020-02-20 07:02
1. 研究目的与意义（文献综述）
1.1设计目的及意义
传感器技术是现代科学技术发展水平的重要标志，其中压力传感器是应用最为广泛的一类。在各种传感器中，压力传感器具有质量小、体积小、成本低、稳定可靠、便于集成等优点[1]。压力传感器是一种能将压力这种模拟信号转化为电信号的半导体电子元件，可用于压力、加速度、压强等各种力学量和运动学量的测量。随着半导体技术与mems技术的发展，人们深入的对极端环境尤其是高温环境进行研究探索，例如在汽车发动机、航天航空、石油化工以及地热勘探等领域，使得压力测量需要在350℃甚至更高的温度环境下进行。
2. 研究的基本内容与方案
2.1设计的基本内容、目标
本毕业设计将致力于研究目标工作温度达350℃的sic压阻式高温压力传感器，主要内容包括传感器芯片结构设计优化以及关键加工工艺参数的探索，关键加工工艺主要包括外延生长、sic材料深腔刻蚀以及电极结构图形化等。利用ansys对封装基体与sic芯片的热应力进行了计算分析，由传感器芯片结构，进一步设计了工艺流程、芯片封装方式和光刻版版图。部分工艺将进行了一系列实验进行测试和论证。为后续基于mems的sic压阻式高温压力传感器的研究与制备打下基础。
2.2拟采用的技术方案及措施
3. 研究计划与安排
表3. 1 进度安排表
| 周次 | 工作内容 | 提交内容 |
| 1（7学期第20周） | 确定毕业选题，完善毕业设计任务书（相关参数）、校内资料收集 | 毕业设计任务书 |
| 2（8学期第1周） | 方案构思、文献检索、完成开题报告（了解MEMS的发展历史包括材料、工艺和应用，高温压力传感器的发展以及国内外研究现状） | 文献检索、开题报告 |
| 3-5（8学期第2-4周） | 外文翻译、资料再收集 | 外文翻译 |
| 6-7（8学期第5-6周） | 压阻式半导体压力传感器的基本原理探索。在ANSYS仿真的基础上，设计了SiC压力芯片的尺寸参数。 | SiC压力芯片设计及尺寸参数确定 |
| 8-11（8学期第7-10周） | 敏感膜片的制备在整个压力传感器芯片加工工艺中难度最大，而且对芯片的灵敏度有着至关重要的影响。此过程需要对SiC材料进行深刻蚀，本毕设的研究重点将放在深刻蚀与浅刻蚀工艺的探索。 | 敏感膜片制备方法的比较分析，并确定制备方法 |
| 12-14（8学期第11-13周） | 根据压阻式传感器原理和SiC的压阻特性，结合ANSYS仿真和SolidWorks建模确定芯片结构、尺寸，设计掩模版版图。将半导体工艺与MEMS工艺结合，经过部分实验验证，确定芯片加工工艺流程。 | 确定SiC压力芯片的结构及芯片的加工工艺流程 |
| 15-16（8学期第14-15周） | 汇总之前的全部工作，形成完整的三维模型、设计图纸和论文。准备答辩 | 毕业论文资料袋 |
4. 参考文献（12篇以上）
[1]郭冰,王冲.压力传感器的现状与发展[j].中国仪器仪表,2009,(05):72-75.
[2]程娟. 压力传感器在汽车上的应用[j]. 汽车电器, 2018, (03):55-56.
[3] hellemans, alexandra; landrevie, laurent; et al. in-cylinder pressuresensor [j]. mtz worldwide,2011,72(10):42 – 48.
