一種高靈敏度薄膜型電阻溫度傳感器及制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)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(shù)】
[0002]現(xiàn)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(shí)現(xiàn)溫度信號(hào)的測試。這種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)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(dǎo)致傳感器的熱傳導(dǎo)系數(shù)過高，從而影響傳感器的靈敏度。同時(shí)由于金屬薄膜材料具有較大的噪聲等效功率，會(huì)導(dǎo)致測試的不穩(wěn)定，影響測試結(jié)果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高靈敏度的薄膜型錳氧化物L(fēng)a。.7Sra3Mn03i阻溫度傳感器，該溫度傳感器熱傳導(dǎo)系數(shù)較小，在室溫條件下靈敏度較高，噪聲等效功率較小。
[0004]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)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(I)包括兩個(gè)襯底薄膜，所述過渡層(2)的邊緣搭接于兩個(gè)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(shè)有圖案金屬電極層(4)。
[0006]進(jìn)一步:所述過渡層(2)通過超真空分子束外延方法在襯底(I)上沉積。
[0007]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。
[0008]所述圖案金屬電極層⑷通過脈沖激光沉積法在圖案薄膜電阻層(3)上生長。
[0009]所述襯底⑴為Si。
[0010]所述過渡層(2)為SrTi03。
[0011]所述圖案薄膜電阻層(3)為錳氧化物L(fēng)a0.7Sr0.3Mn03。
[0012]所述圖案金屬電極層(4)為金層。
[0013]一種高靈敏度薄膜型電阻溫度傳感器的制造方法，其特征是:包括如下步驟:
[0014]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(jīng)過清洗的襯底(I)上沉積得到厚度為20nm的過渡層(2);
[0015]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1nm的圖案金屬電極層(4);
[0016]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(shù)去除周圍多余的金層；
[0017]步驟104、采用濕法刻蝕技術(shù)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);
[0018]步驟105、采用離子刻蝕技術(shù)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⑶和圖案金屬電極層(4)，其中圖案薄膜電阻的寬度為4μπι，長度為150μπι;
[0019]步驟106、對上述多層薄膜結(jié)構(gòu)采用反應(yīng)離子刻蝕方法去除中間襯底(I)。
[0020]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:通過采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明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(dǎo)熱效應(yīng)，從而降低了襯底熱傳遞系數(shù)，提高了薄膜電阻傳感器的溫度靈敏度。同時(shí)采用脈沖激光沉積法在過渡層上生長錳氧化物L(fēng)a0.7Sr0.3Mn03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(wěn)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(nèi)，其最大靈敏度達(dá)到111587.5V/W;在1-1OOHz的噪聲等效功率僅為3.14X10-12W/Hz1/2 ο
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；
[0022]圖2是本發(fā)明圖案薄膜電阻層和圖案金屬導(dǎo)電層；
[0023]圖3是本發(fā)明薄膜型錳氧化物L(fēng)aa7Sra3MnO3電阻溫度傳感器的靈敏度測試圖；
[0024]圖4是本發(fā)明薄膜型錳氧化物L(fēng)aa7Sra3Mn03i阻溫度傳感器的噪聲等效功率測試圖。
[0025]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(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下:
[0027]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I和過渡層2 ;所述襯底I包括兩個(gè)襯底薄膜，所述過渡層2的邊緣搭接于兩個(gè)襯底薄膜上，并固接為一體；即過渡層2的下表面搭接于襯底薄膜上表面的邊緣點(diǎn)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(shè)有圖案金屬電極層4。本發(fā)明的制作工藝包括:在溫度為670°C和蒸餾臭氧壓力為6.7 X 10 5Pa條件下，采用超真空分子束外延方法在經(jīng)過清洗的Si襯底I上沉積得到厚度為20nm的SrT13過渡層2 ;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SrT13過渡層2上制備厚度為75nm的Laa7Sra3Mn03薄膜電阻材料層3和厚度為1nm的金電極層4 ;將樹脂層置于上述金電極層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(shù)去除周圍多余的金層，然后采用濕法刻蝕技術(shù)去除樹脂層，得到圖案電極層4 ;在上述的圖案電極層上置入樹脂層，并使用圖案薄膜電阻模板置于Laa7Sra3MnO3薄膜電阻材料層上3，采用離子刻蝕技術(shù)去除多余的樹脂層和Laa7Sra3MnO^膜電阻材料層3，形成La。.決。.鄭03圖案薄膜電阻層3和圖案電極層4，其中圖案薄膜電阻的寬度為4 μ m，長度為150 μ m;對上述多層薄膜結(jié)構(gòu)采用反應(yīng)離子刻蝕方法去除中間Si襯底層1，形成懸空的SrT13過渡層2/La。.754#