MEMS压力传感器的新突破

日前，一支来自新加坡一家微电子研究所A*STAR的团队制作出一种小型的传感器，这种传感器将一个稳定的膜片与易传感的硅纳米线结合在一起，从而使得MEMS压力传感器可以更稳定耐用，适用于医疗器械。
原则上来讲，设计一个小型的压力传感器是很简单的：一个压力变形隔膜嵌入一个压敏电阻器就可以了，这个压敏电阻器必须是由硅纳米线等会由压力引起抗电阻性变化的材料制成。但事实上却会出现问题，包括电路设计和和脆弱的组件，任何地方出现差错都是商用传感器的致命伤。
由于这个隔膜必须将很小的压力变化传到到压敏电阻器，同时要抵抗变形和破损，因此，这个隔膜材料的选择就显得至关重要。于是罗和他的同事们想到用二氧化硅来展现完美的压力传感性能。然而，二氧化硅虽有优越的传感性能，但也不能战胜易弯曲性这个弱点。所以，罗将解决方案改为用双层的二氧化硅，同时将压阻式的硅纳米线放在两者中间，顶层再加一层性能稳定的氮化硅。
通过蚀刻氮化硅和变化厚度、调整硅纳米线，这个团队最终发现了最优的组合。最后的传感器成功地满足了抵抗变形和机械损坏的同时仍然可以提供在压力感应下电输出的线性变化，符合高精度的医疗器械应用要求。
这个团队的主要目标是制造出一种可植入的微型医疗设备，尽管要实现这一目标还需要依靠广泛的电路研究和测试。