一種高靈敏度薄膜型電阻溫度傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及傳感器技術領域，特別是涉及一種高靈敏度薄膜型電阻溫度傳感器。
【背景技術】
[0002]現有的金屬薄膜電阻溫度傳感器，是在傳感器襯底上直接沉積金屬薄膜電阻層，或者先在襯底上先沉積過渡層，接著在過渡層上沉積金屬薄膜電阻層，金屬薄膜電阻隨外界溫度變化而變化，實現溫度信號的測試。這種結構的缺點是:由于金屬薄膜電阻層與襯底，或者過渡層與襯底完全接觸，金屬薄膜電阻層吸收的熱量將迅速傳遞給襯底，導致傳感器的熱傳導系數過高，從而影響傳感器的靈敏度。同時由于金屬薄膜材料具有較大的噪聲等效功率，會導致測試的不穩定，影響測試結果。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型要解決的技術問題是:針對現有技術的不足，提供一種高靈敏度的薄膜型電阻溫度傳感器，該溫度傳感器熱傳導系數較小，在室溫條件下靈敏度較高，噪聲等效功率較小。
[0004]本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是:
[0005]—種高靈敏度薄膜型電阻溫度傳感器，包括襯底⑴和過渡層(2);其特征是:所述襯底(1)包括兩個襯底薄膜，所述過渡層(2)的邊緣搭接于兩個襯底薄膜上，并固接為一體；在所述的過渡層(2)上生長有圖案薄膜電阻層(3)，在所述圖案薄膜電阻層(3)上設有圖案金屬電極層(4)。
[0006]進一步:所述的圖案金屬電極層(3)為正方形四電極結構，其中兩金屬電極連接電流的正負端(1+，1-)，另外兩金屬電極連接電壓的正負端(V+，V-)。
[0007]所述襯底⑴為Si。
[0008]所述圖案金屬電極層(4)為金層。
[0009]所述圖案薄膜電阻層(3)通過脈沖激光沉積法在過渡層(2)上的錳氧化物La0.7Sr0.3Mn03 材料。
[0010]本實用新型具有的優點和積極效果是:通過采用上述技術方案，本實用新型中襯底和過渡層之間的接觸面積急劇減少，因此避免了襯底快速的導熱效應，從而降低了襯底熱傳遞系數，提高了薄膜電阻傳感器的溫度靈敏度。同時采用脈沖激光沉積法在過渡層上生長錳氧化物La0.7Sr0.3Mn03材料，降低了薄膜電阻層的噪聲等效功率，使傳感器的溫度測試穩定性和精度得到提高。通過性能測試，本高精度薄膜電阻溫度傳感器在295-355K的溫度范圍內，其最大靈敏度達到111587.5V/W ;在1-lOOHz的噪聲等效功率僅為
3.14X10-12ff/Hzl/2o
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的結構框圖；
[0012]圖2是本實用新型圖案薄膜電阻層和圖案金屬導電層；
[0013]圖3是本實用新型薄膜型錳氧化物Laa7Sra3Mn03i阻溫度傳感器的靈敏度測試圖；
[0014]圖4是本實用新型薄膜型錳氧化物Laa7Sra3Mn03電阻溫度傳感器的噪聲等效功率測試圖。
[0015]其中:1、襯底；2、過渡層；3、圖案薄膜電阻層；4、圖案金屬電極層；5、邊緣點。
【具體實施方式】
[0016]為能進一步了解本實用新型的【實用新型內容】、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下:
[0017]請參閱圖1，一種高靈敏度薄膜型電阻溫度傳感器，包括襯底1和過渡層2 ;所述襯底1包括兩個襯底薄膜，所述過渡層2的邊緣搭接于兩個襯底薄膜上，并固接為一體；SP過渡層2的下表面搭接于襯底薄膜上表面的邊緣點5上；在所述的過渡層2上生長有圖案薄膜電阻層3，在所述圖案薄膜電阻層3上設有圖案金屬電極層4。進一步:所述過渡層2通過超真空分子束外延方法在襯底1上沉積。所述圖案薄膜電阻層3通過脈沖激光沉積法在過渡層2上生長。所述圖案金屬電極層4通過脈沖激光沉積法在圖案薄膜電阻層3上生長。所述襯底1為Si。所述過渡層2為SrTi03。所述圖案薄膜電阻層3為錳氧化物La0.7Sr0.3Mn03。所述圖案金屬電極層4為金層。本實用新型中所使用的材料:S1、SrTi03、錳氧化物La0.7Sr0.3Mn03、金均為已知材料，并非是對材料本身的創新，因此此處并不對上述材料本身進行贅述，本實用新型僅是利用上述已知材料而組成一種特定結構的傳感器。
[0018]該高靈敏度薄膜型電阻溫度傳感器的制造方法，包括如下步驟:
[0019]步驟101、在溫度為670°C、蒸餾臭氧壓力為6.7X 10 5Pa條件下，采用超真空分子束外延方法在經過清洗的襯底1上沉積得到厚度為20nm的過渡層2 ;
[0020]步驟102、在溫度為720 °C和34.7Pa氧氣壓力下，采用脈沖激光沉積方法在過渡層2上制備厚度為75nm的圖案薄膜電阻層3和厚度為10nm的圖案金屬電極層4 ;
[0021]步驟103、將樹脂層置于上述圖案金屬電極層4上，使用圖案電極掩膜板置于樹脂層上，并通過紫外線刻蝕技術去除周圍多余的金層；
[0022]步驟104、采用濕法刻蝕技術去除樹脂層，得到圖案金屬電極層4 ;在上述的圖案金屬電極層4上置入樹脂層，并使用圖案薄膜電阻模板置于圖案薄膜電阻層3 ;
[0023]步驟105、采用離子刻蝕技術去除多余的樹脂層和圖案薄膜電阻層3，形成圖案薄膜電阻層3和圖案金屬電極層4，其中圖案薄膜電阻的寬度為4 μm，長度為150 μπι ;
[0024]步驟106、對上述多層薄膜結構采用反應離子刻蝕方法去除中間襯底1。
[0025]請參閱圖2，圖案薄膜電阻層3為直線型橋路結構。這種結構能夠最大限度地減少噪聲；所述的圖案金屬電極層3為正方形四電極結構，其中兩金屬電極連接電流的正負端(1+，Ι-)，另外兩金屬電極連接電壓的正負端(V+，V-)。
[0026]請參閱圖3，在295Κ-355Κ的溫度范圍內，該溫度傳感器的靈敏度隨著溫度的變化而增加，在溫度為330Κ時到達最大值110000V/W后，隨著溫度的增加而逐步減小。該最大靈敏度值大于薄膜型鉑電阻溫度傳感器的22000V/W靈敏度值。
[0027]請參閱圖4，在1-lOOHz的噪聲等效功率為3.14X 10_12W/Hzl/2。該噪聲等效功率小于于薄膜型鉑電阻溫度傳感器的2.51X lO-llW/Hzl/2噪聲等效功率。
[0028]以上對本實用新型的實施例進行了詳細說明，但所述內容僅為本實用新型的較佳實施例，不能被認為用于限定本實用新型的實施范圍。凡依本實用新型申請范圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本實用新型的專利涵蓋范圍之內。
【主權項】
1.一種高靈敏度薄膜型電阻溫度傳感器，其特征在于:包括襯底(1)和過渡層(2);其特征是:所述襯底(1)包括兩個襯底薄膜，所述過渡層(2)的邊緣搭接于兩個襯底薄膜上，并固接為一體；在所述的過渡層(2)上生長有圖案薄膜電阻層(3)，在所述圖案薄膜電阻層(3)上設有圖案金屬電極層(4)。2.根據權利要求1所述高靈敏度薄膜型電阻溫度傳感器，其特征是:所述的圖案金屬電極層(3)為正方形四電極結構，其中兩金屬電極連接電流的正負端(1+，1_)，另外兩金屬電極連接電壓的正負端(V+，V-)。3.根據權利要求2所述高靈敏度薄膜型電阻溫度傳感器，其特征是:所述襯底(1)為S14.根據權利要求3所述高靈敏度薄膜型電阻溫度傳感器，其特征是:所述圖案金屬電極層⑷為金層。
【專利摘要】本實用新型公開了一種高靈敏度薄膜型電阻溫度傳感器，涉及傳感器技術領域，其特征在于：所述高靈敏度薄膜型電阻溫度傳感器包括襯底(1)和過渡層(2)；其特征是：所述襯底(1)包括兩個襯底薄膜，所述過渡層(2)的邊緣搭接于兩個襯底薄膜上，并固接為一體；在所述的過渡層(2)上生長有圖案薄膜電阻層(3)，在所述圖案薄膜電阻層(3)上設有圖案金屬電極層(4)。通過采用上述技術方案，本實用新型中襯底和過渡層之間的接觸面積急劇減少，因此避免了襯底快速的導熱效應，從而降低了襯底熱傳遞系數，提高了薄膜電阻傳感器的溫度靈敏度。
【IPC分類】G01K7/16
【公開號】CN204988534
【申請號】CN201520299885
【發明人】吳晟, 梁津津, 程敏, 蘭卉, 田雨, 鄧云, 李紅志
【申請人】國家海洋技術中心
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年5月8日