MEMS壓力傳感器的新突破

日前，一支來自新加坡一家微電子研究所A*STAR的團隊制作出一種小型的傳感器，這種傳感器將一個穩(wěn)定的膜片與易傳感的硅納米線結合在一起，從而使得MEMS壓力傳感器可以更穩(wěn)定耐用，適用于醫(yī)療器械。
原則上來講，設計一個小型的壓力傳感器是很簡單的：一個壓力變形隔膜嵌入一個壓敏電阻器就可以了，這個壓敏電阻器必須是由硅納米線等會由壓力引起抗電阻性變化的材料制成。但事實上卻會出現(xiàn)問題，包括電路設計和和脆弱的組件，任何地方出現(xiàn)差錯都是商用傳感器的致命傷。
由于這個隔膜必須將很小的壓力變化傳到到壓敏電阻器，同時要抵抗變形和破損，因此，這個隔膜材料的選擇就顯得至關重要。于是羅和他的同事們想到用二氧化硅來展現(xiàn)完美的壓力傳感性能。然而，二氧化硅雖有優(yōu)越的傳感性能，但也不能戰(zhàn)勝易彎曲性這個弱點。所以，羅將解決方案改為用雙層的二氧化硅，同時將壓阻式的硅納米線放在兩者中間，頂層再加一層性能穩(wěn)定的氮化硅。
通過蝕刻氮化硅和變化厚度、調整硅納米線，這個團隊最終發(fā)現(xiàn)了最優(yōu)的組合。最后的傳感器成功地滿足了抵抗變形和機械損壞的同時仍然可以提供在壓力感應下電輸出的線性變化，符合高精度的醫(yī)療器械應用要求。
這個團隊的主要目標是制造出一種可植入的微型醫(yī)療設備，盡管要實現(xiàn)這一目標還需要依靠廣泛的電路研究和測試。