MEMS中某硅膜片的热力耦合分析和优化设计(4)
在导电、半导电材料，原子间间距变化产生的应变影响的带隙，使它更容易（或更取决于材料和应变）电子被提高到导带。这会导致材料的电阻率的变化。在一定范围内的应变关系是线性的，所以，压阻系数
ρ_σ=((∂ρ/ρ))/ε (1)
其中：ρ_σ是压阻系数，压阻系数为常数。∂ρ电阻率的变化，ρ原始电阻率，ε应变。
半导体的压阻效应
半导体材料的压阻效应可以几个订单的震级大于几何效应和存在于材料锗、多晶硅、非晶硅、碳化硅和单晶硅。因此,半导体应变片与一个非常高的灵敏度系数可以建造。精密测量他们比金属应变仪更难处理,因为半导体应变仪通常更敏感环境条件(特别是温度)。
硅,衡量因素可以观察到的震级比那些两个订单在大多数金属(史密斯1954)。N型硅的阻力主要变化由于转变的三个不同的导电谷对。运营商之间的再分配转移原因山谷与不同的机动性。这将导致不同的机动性依赖于电流的流动方向。小效应是由于相关的有效质量变化改变形状的山谷。在P型硅现象也更加复杂,导致质量变化和转移。
压敏电阻硅设备
半导体的压阻效应已经被用于传感器设备采用各种半导体材料等锗、多晶硅、非晶硅和单晶硅。今天由于硅的材料选择集成数字和模拟电路使用硅压阻器件已经极大的兴趣。它使简单的集成压力传感器双和CMOS电路。
这使得使用压阻效应范围广泛的产品。许多商业设备等压力传感器和加速传感器采用的压阻效应硅。但由于其级硅的压阻效应也吸引了研发的注意所有其他设备使用单晶硅。半导体霍尔传感器,例如,能够实现当前的精度只有在使用方法,消除由于应用机械应力信号的贡献。
压阻传感器的优劣
优：
频率响应高，f0可达1.5M；
体积小、耗电少；
特别高的灵敏度以及精度。其精确度可达到千分之一
一体化的部件结构。转化部件与敏感部件融为一个整体
劣：
温度特性差；（本次论文研究的重点之一）
工艺复杂。制作工艺特别复杂
本论文的主要研究内容
硅压力传感器暴露于温度变化之中。传感器组件的温度加热到125°C和随后冷却至室温。
热应变引起装配过程中的材料。只要他们能够扩大彼此独立，材料残余应力自由，。该传感器是一堆不同热膨胀系数（CTE）互连材料层的。因此，材料的膨胀约束在组件产生后果的机械应力。
现在的任务是调查是否这些压力会对传感器信号的影响。该标准是在硅膜的机械应力。如果热机械应力对传感器信号的影响，问题是如何减少他们。主要有两种可能性：首先在组件的热机械配套材料的选择；二引进或延伸的热机械配套材料的选择。缺点是，附加材料层总是导致在生产和热机械配套材料具有相同的功能，在采购成本较高不可用或结果的额外费用。
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