[发明专利]一种高过载保护的真空微电子压力传感器

说明书

本发明公开了一种高过载保护的真空微电子压力传感器，包括阴极弹性膜层、阳极弹性膜层和绝缘层，所述阴极弹性膜层带过载保护环，在阴极弹性膜层内设有真空微腔和硅微场致发射阴极锥尖阵列，其过载保护环与硅微场致发射阴极锥尖阵列一体化三维集成，在每个锥尖表面均覆盖有金刚石薄膜；所述阳极弹性膜层的上面设有引出电极和绝缘保护膜，在阴极弹性膜层与阳极弹性膜层之间安装有绝缘层。本发明的真空微电子压力传感器，具有过载自保护功能、温度稳定性好、灵敏度高、响应速度快、抗辐射、工作电压低、功耗小、体积小、性能稳定可靠等显著优点，可广泛应用于石油、化工、电力、仪器仪表、机械、汽车、智能结构、航空航天等领域。

技术领域

本发明属于压力传感器技术领域，具体的说是涉及一种高过载保护的真空微电子压力传感器。

背景技术

现有技术中，常用的压力传感器主要有应变式、压电式、压阻式、电容式等，但由于其结构和工作原理的局限，其输出信号均需复杂的电路、功耗大、特别是温度漂移、辐射等干扰使得压力传感器的性能始终不能令人满意，特别是耐高温、抗辐射的压力传感器至今仍是世界各国研究的主要课题之一。90年代后期出现的真空微电子压力传感器，由于具有真空电子和固体电子器件的优点，因而倍受科学家的高度重视，如已公开的台阶阵列阴极真空微电子压力传感器。该发明是通过将平面阴极锥尖阵列的结构改为台阶阴极锥尖阵列结构，该发明虽然提高了压力传感器的灵敏度和量程，但没有从结构上解决压力传感器的过载保护和器件长期工作的稳定性和可靠性等问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种高过载保护的真空微电子压力传感器，该真空微电子压力传感器可有效的解决现有真空微电子压力传感器的抗过载保护、提高器件长期工作的稳定性和可靠性问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高过载保护的真空微电子压力传感器，包括阴极弹性膜层、阳极弹性膜层和绝缘层，所述阴极弹性膜层带过载保护环，在阴极弹性膜层内设有真空微腔和硅微场致发射阴极锥尖阵列，其过载保护环与硅微场致发射阴极锥尖阵列一体化三维集成，在每个锥尖表面均覆盖有金刚石薄膜；所述阳极弹性膜层的上面设有引出电极和绝缘保护膜，在阴极弹性膜层与阳极弹性膜层之间安装有绝缘层。

优选的，所述阴极弹性膜层的底部溅射有金属膜。

进一步，所述阳极弹性膜层、引出电极和绝缘保护膜一体化集成。

采用本技术方案的发明，其有益效果是：本发明的真空微电子压力传感器，具有过载自保护功能、温度稳定性好、灵敏度高、响应速度快、抗辐射、工作电压低、功耗小、体积小、性能稳定可靠等显著优点，可广泛应用于石油、化工、电力、仪器仪表、机械、汽车、智能结构、航空航天等领域。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图中标号：100、阴极弹性膜层；110、真空微腔；120、硅微场致发射阴极锥尖阵列；130、金属膜；200、阳极弹性膜层；210、引出电极；220、绝缘保护膜；300、过载保护环；400、金刚石薄膜；500、绝缘层。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

参见图1，本发明的真空微电子压力传感器，包括阴极弹性膜层100、阳极弹性膜层200和绝缘层500，所述阴极弹性膜层100带过载保护环300，在阴极弹性膜层100内设有真空微腔110和硅微场致发射阴极锥尖阵列120，其过载保护环300与硅微场致发射阴极锥尖阵列120一体化三维集成，在每个锥尖表面均覆盖有金刚石薄膜400；所述阳极弹性膜层200的上面设有引出电极210和绝缘保护膜220，在阴极弹性膜层100与阳极弹性膜层200之间安装有绝缘层500。所述阴极弹性膜层100的底部溅射有金属膜130。所述阳极弹性膜层200、引出电极210和绝缘保护膜220一体化集成