一种高灵敏度薄膜型电阻温度传感器及制造方法

文档序号:9324712阅读:412来源:国知局
一种高灵敏度薄膜型电阻温度传感器及制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及传感器技术领域,特别是涉及一种高灵敏度薄膜型电阻温度传感器。
【背景技术】
[0002]现有的金属薄膜电阻温度传感器,是在传感器衬底上直接沉积金属薄膜电阻层,或者先在衬底上先沉积过渡层,接着在过渡层上沉积金属薄膜电阻层,金属薄膜电阻随外界温度变化而变化,实现温度信号的测试。这种结构的缺点是:由于金属薄膜电阻层与衬底,或者过渡层与衬底完全接触,金属薄膜电阻层吸收的热量将迅速传递给衬底,导致传感器的热传导系数过高,从而影响传感器的灵敏度。同时由于金属薄膜材料具有较大的噪声等效功率,会导致测试的不稳定,影响测试结果。

【发明内容】

[0003]本发明要解决的技术问题是:针对现有技术的不足,提供一种高灵敏度的薄膜型锰氧化物La。.7Sra3Mn03i阻温度传感器,该温度传感器热传导系数较小,在室温条件下灵敏度较高,噪声等效功率较小。
[0004]本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:
[0005]—种高灵敏度薄膜型电阻温度传感器,包括衬底⑴和过渡层(2);其特征是:所述衬底(I)包括两个衬底薄膜,所述过渡层(2)的边缘搭接于两个衬底薄膜上,并固接为一体;在所述的过渡层(2)上生长有图案薄膜电阻层(3),在所述图案薄膜电阻层(3)上设有图案金属电极层(4)。
[0006]进一步:所述过渡层(2)通过超真空分子束外延方法在衬底(I)上沉积。
[0007]所述图案薄膜电阻层(3)通过脉冲激光沉积法在过渡层(2)上生长。
[0008]所述图案金属电极层⑷通过脉冲激光沉积法在图案薄膜电阻层(3)上生长。
[0009]所述衬底⑴为Si。
[0010]所述过渡层(2)为SrTi03。
[0011]所述图案薄膜电阻层(3)为锰氧化物La0.7Sr0.3Mn03。
[0012]所述图案金属电极层(4)为金层。
[0013]一种高灵敏度薄膜型电阻温度传感器的制造方法,其特征是:包括如下步骤:
[0014]步骤101、在温度为670°C、蒸馏臭氧压力为6.7X 10 5Pa条件下,采用超真空分子束外延方法在经过清洗的衬底(I)上沉积得到厚度为20nm的过渡层(2);
[0015]步骤102、在温度为720 °C和34.7Pa氧气压力下,采用脉冲激光沉积方法在过渡层
(2)上制备厚度为75nm的图案薄膜电阻层(3)和厚度为1nm的图案金属电极层(4);
[0016]步骤103、将树脂层置于上述图案金属电极层(4)上,使用图案电极掩膜板置于树脂层上,并通过紫外线刻蚀技术去除周围多余的金层;
[0017]步骤104、采用湿法刻蚀技术去除树脂层,得到图案金属电极层(4);在上述的图案金属电极层(4)上置入树脂层,并使用图案薄膜电阻模板置于图案薄膜电阻层(3);
[0018]步骤105、采用离子刻蚀技术去除多余的树脂层和图案薄膜电阻层(3),形成图案薄膜电阻层⑶和图案金属电极层(4),其中图案薄膜电阻的宽度为4μπι,长度为150μπι;
[0019]步骤106、对上述多层薄膜结构采用反应离子刻蚀方法去除中间衬底(I)。
[0020]本发明具有的优点和积极效果是:通过采用上述技术方案,本发明中衬底和过渡层之间的接触面积急剧减少,因此避免了衬底快速的导热效应,从而降低了衬底热传递系数,提高了薄膜电阻传感器的温度灵敏度。同时采用脉冲激光沉积法在过渡层上生长锰氧化物La0.7Sr0.3Mn03材料,降低了薄膜电阻层的噪声等效功率,使传感器的温度测试稳定性和精度得到提高。通过性能测试,本高精度薄膜电阻温度传感器在295-355K的温度范围内,其最大灵敏度达到111587.5V/W;在1-1OOHz的噪声等效功率仅为3.14X10-12W/Hz1/2 ο
【附图说明】
[0021]图1是本发明的结构框图;
[0022]图2是本发明图案薄膜电阻层和图案金属导电层;
[0023]图3是本发明薄膜型锰氧化物Laa7Sra3MnO3电阻温度传感器的灵敏度测试图;
[0024]图4是本发明薄膜型锰氧化物Laa7Sra3Mn03i阻温度传感器的噪声等效功率测试图。
[0025]其中:1、衬底;2、过渡层;3、图案薄膜电阻层;4、图案金属电极层;5、边缘点。
【具体实施方式】
[0026]为能进一步了解本发明的
【发明内容】
、特点及功效,兹例举以下实施例,并配合附图详细说明如下:
[0027]请参阅图1,一种高灵敏度薄膜型电阻温度传感器,包括衬底I和过渡层2 ;所述衬底I包括两个衬底薄膜,所述过渡层2的边缘搭接于两个衬底薄膜上,并固接为一体;即过渡层2的下表面搭接于衬底薄膜上表面的边缘点5上;在所述的过渡层2上生长有图案薄膜电阻层3,在所述图案薄膜电阻层3上设有图案金属电极层4。本发明的制作工艺包括:在温度为670°C和蒸馏臭氧压力为6.7 X 10 5Pa条件下,采用超真空分子束外延方法在经过清洗的Si衬底I上沉积得到厚度为20nm的SrT13过渡层2 ;在温度为720°C和34.7Pa氧气压力下,采用脉冲激光沉积方法在SrT13过渡层2上制备厚度为75nm的Laa7Sra3Mn03薄膜电阻材料层3和厚度为1nm的金电极层4 ;将树脂层置于上述金电极层4上,使用图案电极掩膜板置于树脂层上,并通过紫外线刻蚀技术去除周围多余的金层,然后采用湿法刻蚀技术去除树脂层,得到图案电极层4 ;在上述的图案电极层上置入树脂层,并使用图案薄膜电阻模板置于Laa7Sra3MnO3薄膜电阻材料层上3,采用离子刻蚀技术去除多余的树脂层和Laa7Sra3MnO^膜电阻材料层3,形成La。.决。.鄭03图案薄膜电阻层3和图案电极层4,其中图案薄膜电阻的宽度为4 μ m,长度为150 μ m;对上述多层薄膜结构采用反应离子刻蚀方法去除中间Si衬底层1,形成悬空的SrT13过渡层2/La。.754#
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