Desarrollo de un microsensor de presion piezorresistivo para la operacion en el rango de presiones medias y altas temperaturas

Résumé

El campo de la sensórica está experimentando actualmente un espectacular desarrollo consecuencia de la fuerte competitividad industrial, los importantes avances tecnológicos de los últimos años y la contínua aparición de nuevos mercados y aplicaciones. En este contexto, aun cuando los microsensores de silicio están jugando un papel fundamental, el procesamiento convencional del silicio limita la operación de circuitos electrónicos y dispositivos a temperaturas inferiores a los 125 grados C. Esta tesis recoge el trabajo realizado con objeto de obtener un microsensor de presión para altas temperaturas. La microestructura desarrollada opera correctamente en un rango de temperaturas de 25 a 270 grados C y presiones de 0 a 60 bares, destacando las bajas derivas térmicas, los altos valores de linealidad y la baja histéresis que ofrece su respuesta. La solución adoptada corresponde al tipo denominado Sensors on Silicon. Las piezorresistencias en puente de Wheatstone, son crecidas sobre el sustrato de silicio térmicamente oxidado, evitando las técnicas de difusión e implantación iónica y la formación de uniones pn que ellas conllevan. El silicio monocristalino empleado como sustrato del microsensor permite, mediante técnicas de micromecanizado, la obtención de diafragmas deformables por la presión de espesor altamente controlable. La tecnología de película delgada permite el crecimiento de nitruros derivados del tántalo como material piezorresistivo de baja sensibilidad térmica y elevada estabilidad operativa.