소형 Si 압력센서의 제작 및 특성 평가

Fabrication and Characterization of Miniature Si Pressure Sensor

표준 Si 공정기술을 이용하여 칩의 크기가 $1.7{\times}1.7{mm^2}$인 소형 압저항형 Si 압력센서를 제작하고 그 동작 특성을 평가하였다. 제작된 센서는 크기 $1.0{\times}1.0{mm^2}$, 두께 $20{\mu}m$의 n형 Si 다이아프램상에 4개의 붕소 확산저항이 브릿지 형태로 연결된 칩 구조를 가지며 최종적으로 게이지압을 측장할 수 있도록 상온 상압하에서 패키징하였다. 이 센서의 동작특성은 상온에서 압력감도 $14.2{\mu}V/V{\cdot}mmHg$ 정격 압력범위 0~760mmHg, 최대 비선형성 $1.0{\%}$ FS로 평가되었다.

On the basis of standard Si processing, the miniaturized piezoresistive-type Si pressure sensor with a chip size of $1.7{\times}1.7{mm^2}$ was fabricated and its operating characteristics were investigated. The sensor chip has a full-bridge type of 4 boron-diffused resistors which is formed on an $1.0{\times}1.0{mm^2}$ area, $20{\mu}m$ thick n-type Si diaphragm and finally, encapsulated under room temperature, 1 atm in order to measure a gauge pressure. The operating characteristics of this sensor were determined as a pressure sensitivity of $14.2{\mu}$V/VmmHg, a rated pressure range of 0~760 mmHg, and a maximum nonlinearity of $1.0{\%}$ FS at room temperature.