Brevet FR2013309A1 — publié le 19700327

- 201 3.509 Cetra invention concerne ur. traus.lueteur "slectrique de pression par semiconducteur, utilisant un élément semiconducteur qui contient une impureté a. un niveau d'énergie élevé ou profond et dont la résistance électrique varie en réponse à la pression qui 5 lui est appliquée; l'invention concerne particulièrement la structure de la plaque transmettant, la pression dans un tel transducteur. Les éléments semiconducteurs dont la résistance électrique varie en réponse à la pression -qui y est appliquée sont connus de façon courante dans des dispositifs tels que la jauge de tension 10 utilisant un mince film de Ge, la cartouche sensible à la pression utilisant un élément de Si, et le détecteur de-pression-comportant une jonction p-n* Pourtant, ausun de ces dispositifs•n'utilise un élément contenant une impureté à un niveau profond; La présente invention éclaire le fait qu'un élément semicon-15 ducteur contenant une impureté à un niveau " profond ' manifeste", une haute sensibilité de résistance électrique à la pression qui 'lui est appliquée. Une telle sensibilité élevée rend possible la production d'un changement significatif dans la résistance électrique de l'élément, rien qu'en le pressant avec une plaque plate. Ainsi, 20 le fonctionnement stable d'un élément sensible à la pression est assuré en constituant les moyens d'application de la pression par une plaque plate ; et les présents inventeurs ont découvert qu'il est spécialement avantageux de constituer une ..telle plaque-plate par une plaque de métal "pourvue d'un isolement approprié. "" 25 Les transducteurs électriques de pression par semiconduc teur de la structure susmentionnée ont une structure très simple et sont d'un fonctionnement éminemment stable. Aussi trouveront-ils de nombreux usages dans l'industrie, comme par exemple les contacts solides, les détecteurs de pression: et les-éléments, acous-30 tiques. • " Les buts et les caractéristiques de cette invention seront explicités par la description suivante-donnée- en relation avec un mode de réalisation de l'invention et en référence au dessin ci-joint. 35 Le dessin montre en élévation la réalisation d'un transduc teur électrique de pression par semiconducteur selon la présente invention. Sur le dessin, la référence 1 indique un élément semiconducteur qui contient une impureté à un niveau profond, par exem-^0 pie Cu, Au ou Ni,"et dont la résistance électrique varie selon la 69 24683 2013309 pression qui y est appliquée, 2" est une électrode ohmique fixée a 1félément semiconducteur, 3 est une électrode de contact redresseuse et't une plaque transmettant la pression placée sur l'électrode de contact redresseuse 3 pâur communiquer une pression exter-5 ne à l'élément semiconducteur 1, ladite plaque "4 étant constituée d'une matière métallique couvertè d'un revêtement isolant approprié S. Le mode de réalisation susdit sera décrit ci-après plus en détail. L'élément semiconducteur 1 est fabriqué en ajoutant une 10 . impureté à niveau élevé ou profond comme Cu, Au, Co, Fe'. ou Ni à un monocristal de silicium. Puis, les électrodes 2 et 3 sont disposées sur les faces principales opposées de 1'élément 1. Sur l'électrode supérieure 3 est placée une plaque de métal H, par exemple une plaque de silicium métallique, revêtue d'une matière 15 isolante telle que Si ou Si02 qu^ peut être obtenue par dépôt de vapeur ou par oxydation thermique. Ainsi, ën appliquant une pression à l'élément 1 par l'intermédiaire d'une plaque de métal ^ revêtue d'une matière isolante appropriée 5, la résistance électrique de l'élément 1 peut être contrôlée par la pression appli-20 Comme décrit ci-dessus% le transducteur électrique de pression de cette invention est construit de telle sorte que l'élément sensible à la pression reçoit une pression par l'intermédiaire d'une plaque de métal revêtue d'une matière isolante. Avec une 25 telle structure, le courant de perte à partir de l'élément sensible à la pression peut être minimisé même si la plaque de métal est en contact avec ledit élément. En outre, il n'est pas indfepensable d'utiliser un élément semiconducteur de type spécial tel que le type mesa. Bref,- un transducteur électrique de pression simple, 30 économique et stable est obtenu conformément à cette invention. Dans le mode de réalisation ci-dessus, c'est le silicium qui est employé pour-l'élément sensible à la pression. Il sera entendu, cependant, que d'autres semiconducteurs comme Ge, GaAs, GaP, IhAs et CdSe peuvent être utilisés avec addition d'une impu-35 reté à un niveau profond. Bien que le silicium métallique soit u-tilisé aussi pour la plaque transmetteice de pression dans le mode de réalisation ci-dessus, d'autres matériaux métalliques, par exemple le fer9 le nickel, les alliages de ces métaux, le tungstène, le molybdène ou les alliages de ces deux derniers peuvent être 4-0 utilisés» 69 24683 2013309 Par ailleurs, il sera entendu que le revêtement isolant peut être réalisé sur la plaque de métal en projetant un oxyde ou un nitrate appropriés, en recouvrant la plaque d'une glace au moyen d'une matière vitreuse ou en appliquant un enduit plastique conve-5 nable. En outre, il va sans dire qu'il n'est pas nécessaire, pour le revêtement isolant, de couvrir toute la surface de la plaque, comme figure sur le dessin, car il suffit que la surface de la plaque de métal adjacente à la surface sensible à la pression soit recouverte de matière isolante. Quant aux connexions électriques, 10 au moins une électrode à contact redresseuse est nécessaire, tout nombre additionnel de tels contacts étant admissible. Une seule électrode de contact ohmique est suffisante dans l'emploi avec un circuit DC, tandis que les deux électrodes doivent*être à contacts redresseurs dans l'emploi avec un circuit AC. 15 Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application, non plus qu'à ceux de ses modes de réalisation, ayant été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. 24683 ' .Î309 REVENDICATION Transducteur électrique de pression à semiccr. luclieur1 comprenant un élément semiconducteur qui contient une impureté à niveau élevé ou profond et dont la résistance électrique varie avec une pression qui y est appliquée» caractérisé -jar le fait qu'une plaque de métal couverte d'un revêtement isolant sur sa surface adjacente audit élément semiconducteur est disposée sur ledit élément pour transmettre une pression appliquée audit transducteur. BAD ORIGINAL ,