МЕМБРАНА ДАТЧИКА ДАВЛЕНИЯ

Полезная модель относится к технике полупроводниковых приборов, в частности к изготовлению тензодатчиков механических величин (давления) с использованием тензочувствительных полупроводниковых резисторов.
Наиболее близкой по технической сущности является мембрана датчика давления, выполненная из диэлектрика (кремния), с расположенными на ней тензочувствительными резисторами. По периметру мембрана снабжена кольцевым средством соединения с помощью которого мембрану закрепляют в корпусе датчика. (ПАТЕНТ НА ПОЛЕЗНУЮ МОДЕЛЬ RU №87520, МПК G01L 1/22 19.06.2009)
Однако известная мембрана не может быть с достаточной степенью надежности использована для изготовления датчиков давления в работе которых возможны значительные несанкционированные пульсации давления и/или кратковременные перегрузки. Пульсации и перегрузки могут привести к необратимым изменениям в системе тензочувствительных полупроводниковых резисторов датчика, т.е. выходу его из строя.
Задачей и техническим результатом полезной модели является создание мембраны датчика давления, обладающей повышенным временем работы в условиях возможной перегрузки по измеряемому давлению, перегрева за счет достижения минимального напряжения в мембране
Технический результат достигается тем, что мембрана датчика давления, выполнена в виде пластины из четырех чередующихся слоев: первый слой - термически окисленный кремний, второй слой, непосредственно осажденный на окисел - нитрид кремния и пиролитически нанесенные слой окисла кремния и слой нитрида кремния, с прямоугольными отверстиями, обеспечивающими выравнивание давления под мембраной.
Полезная модель обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него наличием таких существенных признаков как выполнеие мембраны в виде пластины из четырех чередующихся слоев: первый слой - термически окисленный кремний, второй слой, непосредственно осажденный на окисел - нитрид кремния и пиролитически нанесенные слой окисла кремния и слой нитрида кремния, с прямоугольными отверстиями, обеспечивающими выравнивание давления под мембраной.
Заявляемая полезная модель может использоваться в измерительной технике для измерения расхода газов или жидкой среды, а потому соответствует критерию «промышленная применимость».
Полезная модель быть проиллюстрирована рисунком мембраны по полезной модели в составе датчика давления, где: 1 - мембрана датчика давления с прямоугольными отверстиями 2; 3 - соединение мембраны с элементом конструкции датчика; 4; 5 - полупроводниковые тензочувствительные резисторы. 6, 7, 8, 9 - первый, второй, третий, четвертый слои мембраны.
Наличие в мембране четырех слоев различных материалов обеспечивает достижение технического результата - повышение времени работы датчика давления
Мембрану по полезной модели изготавливают следующим образом: первый слой - термически окисленный кремний при высокой температуре в парах вод. Толщина окисла - 0,5-0,55 мкм. Второй слой - непосредственно осажденный на окисел - нитрид кремния. Толщина слоя 0,12-0,15 мкм. Такое соотношение выбрано из расчета получения минимального напряжения в системе окисел - нитрид кремния. Затем пиролитическим методом наносится окисел кремния толщиной 0,5-0,55 мкм и слой нитрида кремния толщиной 0,12-0,15 мкм Формирование сквозных прямоугольных отверстий осуществляют пктем травления в жидких травителях.
Испытания мембраны по полезной модели в составе датчика давления газов или жидкой среды показали, что время стабильной работы датчика выше времени работы известной мембраны.