[发明专利]一种高灵敏度薄膜型电阻温度传感器制造方法

说明书

技术领域

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

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

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_0.7Sr_0.3MnO₃电阻温度传感器，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。

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：

一种高灵敏度薄膜型电阻温度传感器，包括衬底(1)和过渡层(2)；其特征是：所述衬底(1)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)。

进一步：所述过渡层(2)通过超真空分子束外延方法在衬底(1)上沉积。

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。

所述图案金属电极层(4)通过脉冲激光沉积法在图案薄膜电阻层(3)上生长。

所述衬底(1)为Si。

所述过渡层(2)为SrTiO₃。

所述图案薄膜电阻层(3)为锰氧化物La_0.7Sr_0.3MnO₃。

所述图案金属电极层(4)为金层。

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：

步骤101、在温度为670℃、蒸馏臭氧压力为6.7×10^-5Pa条件下，采用超真空分子 束外延方法在经过清洗的衬底(1)上沉积得到厚度为20nm的过渡层(2)；

步骤102、在温度为720℃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10nm的图案金属电极层(4)；

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；

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)；

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(3)和图案金属电极层(4)，其中图案薄膜电阻的宽度为4μm，长度为150μm；

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(1)。

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La_0.7Sr_0.3MnO₃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1-100Hz的噪声等效功率仅为3.14×10-12W/Hz1/2。

附图说明

图1是本发明的结构框图；

图2是本发明图案薄膜电阻层和图案金属导电层；

图3是本发明薄膜型锰氧化物La_0.7Sr_0.3MnO₃电阻温度传感器的灵敏度测试图；

图4是本发明薄膜型锰氧化物La_0.7Sr_0.3MnO₃电阻温度传感器的噪声等效功率测试图。