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耐高溫新型集成電路芯片與高溫壓力變送器
閱讀：564 發(fā)布時間：2019-11-26
耐高溫新型集成電路芯片與高溫壓力變送器
在地熱生產(chǎn)和石油生產(chǎn)過程中溫度通常會超過200℃，高于設(shè)備所用的傳統(tǒng)微芯片一般能耐受的溫度。在該環(huán)境的壓力測量中，由于受制于集成電路的溫度現(xiàn)狀，傳統(tǒng)的的壓力傳感器多采用傳感器與變送器電路分離的結(jié)構(gòu)設(shè)計，日前，據(jù)報道，德國弗勞恩霍夫微電子電路與系統(tǒng)研究所（IMS）的研究人員開發(fā)出一種新型的高溫工藝，可以制造出超緊湊型微芯片，這種微芯片在高達300℃的溫度下也能正常工作。
傳統(tǒng)的CMOS芯片有時能耐受250℃的高溫，但其性能與可靠性會迅速下降。還有一種方法是對熱敏感的微芯片實施持續(xù)冷卻，但是很難實現(xiàn)。此外，市場上也存在專門的高溫芯片，但是尺寸過大（小尺寸也達1微米）。
IMS開發(fā)的微芯片尺寸僅有0.35微米，遠小于現(xiàn)有的高溫芯片，且依然保持著應有的功能。
為開發(fā)出耐熱微芯片，研究人員采用了一種特殊的高溫硅絕緣體（SOI）CMOS工藝，通過絕緣層來阻止影響芯片運作的漏電電流的產(chǎn)生。此外，研究人員還使用了金屬鎢，其溫度敏感性低于常用的鋁，從而延長了高溫芯片的工作壽命。
除了用于地熱能、天然氣或石油生產(chǎn)外，該微芯片還能用于航空業(yè)，例如放置于盡可能靠近渦輪發(fā)動機的位置，記錄其運行狀態(tài)，確保其更有效、更可靠地運行。高溫集成電路的商業(yè)化將大大降低變送器的體積，同時又可以延伸高溫壓力傳感器的應用領(lǐng)域、提高產(chǎn)品性能。本文源自迪川儀表，轉(zhuǎn)載請保留出處。