[实用新型]硅集成多触点真空度开关

说明书

本实用新型是一种用于低真空系统中分段自动控制真空度的多触点真空度开关，属于半导体传感器技术领域。

目前主要采用电离计和电离泡进行低真空度测量，它们无法在自动控制系统中应用。现有用于低真空度自动测量的传感器为硅集成真空度传感器。由于真空度变化会引起硅膜的形变，而硅膜形变会引起压敏电阻变化，或真空参考腔的腔间距变化引起其电容变化，因此，测量压敏电阻变化或腔电容变化，即可知真空度的变化。由于硅集成真空度传感器制作工艺困难和测量电路复杂，影响了许多不需要精确指示真空度场合的应用。

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种可用于低真空系统中分段自动控制真空度的多触点真空度开关。

本实用新型可以由衬底、硅膜和真空参考腔构成，其特点是衬底采用硅材料，其表面有重掺杂层，硅膜为多晶硅薄膜，多晶硅薄膜上有重掺杂构成的多个触点，真空参考腔采取在亚真空系统中沉积二氧硅(S_iO₂)层真空封接。真空参考腔的间距采用沉积的S_iO₂层控制，在沉积上多晶硅层后，再用腐蚀去除S_iO₂层构成，其间距可为分段式结构或斜坡结构。多晶硅薄膜上的重掺杂触点一般为3～10个。在不同真度空的条件下，由于相对压力不同，多晶硅膜构成的弹性膜的形度也不同，使多触点真空度开关的不同位置的触点处于短路或开路，从而可以测得低真空系统的相对真空度。

本实用新型与现有技术相比，具有结构简单、制作方便、体积小和成本低等优点。由于多晶硅薄膜厚度容易控制，其膜厚可达0.5μm以下，一般为0.3～2μm；真空参考腔采用在亚真空系统中沉积S_iO₂进行封接，真空性能好；真空参考腔的间距采用沉积S_iO₂层厚度确定，控制精度高；由于不需要双面光刻对准和玻璃与硅的直接键合，在同样的测量范围内，可大大缩小体积，有利于大批量生产。由于采用本实用新型测量时线路简单，因而可广泛应用于分段控制的真空度自动测量场合。

图1为常规硅集成真空度传感器结构示意图；图2为本实用新型的结构示意图。

本实用新型可采用图2所示的方案实现。图1中的衬底(1)为玻璃；(2)为压敏电阻；(3)为硅膜，硅膜与衬底之间采用直接键合封接。图2中的衬底(4)可采用高阻P型硅，其表面有重掺杂N⁺层(11)作为下电极；多晶硅薄膜(6)上有多个重掺杂形成的触点(7)(例如有6个)多晶硅层可采取桥式结构；真空参考腔(9)采取先沉积S_iO₂层，再沉积多晶硅薄膜，然后挖空腐蚀去除SiO₂在亚真空系统沉积SiO₂层(5)真空封接构成，真空参考腔(9)的间距可以为：

1μm到4μm。(8)为铝引出电极；铝层(10)主要用作与多个触点能形成良好接触。