目前，壓力傳感器芯體材質(zhì)品種繁多,，下面簡單介紹下幾種芯體材質(zhì)的性能

一,、單晶硅 

硅在集成電路和微電子器件生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用，主要是利用硅的電學(xué)特性,；在MEMS微機(jī)械結(jié)構(gòu)中,，則是利用其機(jī)械特性，繼而產(chǎn)生新一代的硅機(jī)電器件和裝置,。硅材料儲量豐富,，成本低。硅晶體生長容易,，并存在超純無雜的材質(zhì),，不純度在十億分這一的量級，因而本身的內(nèi)耗小,，機(jī)械品質(zhì)因數(shù)可高達(dá)10^6數(shù)量級,。設(shè)計(jì)得當(dāng)?shù)奈⒒顒咏Y(jié)構(gòu),，如微傳感器，能達(dá)到極小的遲滯和蠕變,、不錯的重復(fù)性和長期穩(wěn)定性以及高可靠性,。所以用硅材制作硅壓阻壓力傳感器，有利于解決長困擾傳感器領(lǐng)域的3個(gè)難題——遲滯,、重復(fù)性及長期漂移,。 

硅材料密度為2.33g/cm^2，是不銹鋼密度的1/3.5,，而彎曲強(qiáng)度卻為不銹鋼的3.5倍,，具有較高的強(qiáng)度/密度比和較高的剛度/密度比。單晶硅具有很好的熱導(dǎo)性,，是不銹鋼的5倍,，而熱膨脹系數(shù)則不到不銹鋼的1/7，能很好地和低膨脹Invar合金連接,，并避免熱應(yīng)力產(chǎn)生,。單晶硅為立方晶體，是各向異性材料,。許多機(jī)械特性和電子特性取決于晶向,，如彈性模量和壓阻效應(yīng)等。 

單晶硅的電阻應(yīng)變靈敏系數(shù)高,。在同樣的輸入下,，可以得到比金屬應(yīng)變計(jì)更高的信號輸出，一般為金屬的10-100倍,，能在10^-6級甚至10^-8級上敏感輸入信號,。硅材料的制造工藝與集成電路工藝有很好的兼容性，便于微型化,、集成化及批量生產(chǎn),。硅可以用許多材料覆蓋，如氮化硅,，因而能獲得優(yōu)異的防腐介質(zhì)的保護(hù),。具有較好的耐磨性。 

綜上所述,，硅材料的優(yōu)點(diǎn)可歸為：優(yōu)異的機(jī)械特性,；便于批量微機(jī)械結(jié)構(gòu)和微機(jī)電元件；與微電子集成電路工藝兼容,；微機(jī)械和微電子線路便于集成,。 

正是這些優(yōu)點(diǎn)，使硅材料成為制造微機(jī)電和微機(jī)械結(jié)構(gòu)最主要的優(yōu)選材料。但是,，硅材料對溫度極為敏感,，其電阻溫度系統(tǒng)接近于2000×10^-6/K的量級。因此,，凡是基于硅的壓阻效應(yīng)為測量原理的傳感器,，必須進(jìn)行溫度補(bǔ)償，這是不利的一面,；而可利用的一面則是,，在測量其他參數(shù)的同時(shí)，可以直接對溫度進(jìn)行測量,。 

二,、多晶硅 

多晶硅是許多單晶（晶粒）的聚合物。這些晶粒的排列是無序的,，不同晶粒有不同的單晶取向,，而每一晶粒內(nèi)部有單晶的特征。晶粒與晶粒之間的部位叫做晶界,，晶界對其電特性的影響可以通過摻雜原子濃度調(diào)節(jié),。多晶硅膜一般由低壓化學(xué)氣相淀積（LPVCD）法制作而成，其電阻率隨摻硼原子濃度的變化而發(fā)生較大變化,。多晶硅膜的電阻率比單晶硅的高，特別在低摻雜原子濃度下,，多晶硅電阻率迅速升高,。隨摻雜原子濃度不同，其電阻率可在較寬的數(shù)值范圍內(nèi)變化,。 

多晶硅具有的壓電效應(yīng)：壓縮時(shí)電阻下降,，拉伸時(shí)電阻上升。多晶硅電阻應(yīng)變靈敏系統(tǒng)隨摻雜濃度的增加而略有下降,。其中縱向應(yīng)變靈敏系數(shù)最大值約為金屬應(yīng)變計(jì)最大值的30倍,，為單晶硅電阻應(yīng)變靈敏系數(shù)最大值的1/3；橫向應(yīng)靈敏系數(shù),，其值隨摻雜濃度出現(xiàn)正負(fù)變化,，故一般都不采用。此外,，與單晶硅壓阻相比,，多晶硅壓阻膜可以在不同的材料襯底上制作，如在介電體（SiO2,、Si3N4）上,。其制備過程與常規(guī)半導(dǎo)體工藝兼容，且無PN結(jié)隔離問題,，因而適合更高工作溫度（t≥200℃）場合使用,。在相同工作溫度下,，多晶硅壓阻膜與單晶硅壓阻膜相比，可更有效地抑制溫度漂移,，有利于長期穩(wěn)定性的實(shí)現(xiàn),。多晶硅電阻膜的準(zhǔn)確阻值可以通過光刻手段獲得。 

綜上所述,，多晶硅膜具有較寬的工作溫度范圍（-60~+300℃）,，可調(diào)的電阻率特性、可調(diào)的溫度系數(shù),、較高的應(yīng)變靈敏系數(shù)及能達(dá)到準(zhǔn)確調(diào)整阻值的特點(diǎn),。所以在研制微傳感器和微執(zhí)行器時(shí)，利用多晶硅膜這些電學(xué)特性,，有時(shí)比只用單晶硅更有價(jià)值,。例如，利用機(jī)械性能優(yōu)異的單晶硅制作感壓膜片,，在其上覆蓋一層介質(zhì)膜SiO2,，再在SiO2上淀積一層多晶硅壓阻膜。這種混合結(jié)構(gòu)的微型壓力傳感器,，發(fā)揮了單晶硅和多晶硅材料各自的優(yōu)勢,，其工作高溫至少可達(dá)200℃，甚至300℃,；低溫為-60℃,。 

三、硅-藍(lán)寶石 

硅-藍(lán)寶石材料是通過外延生長技術(shù)將硅晶體生長在藍(lán)寶石（α-Al2O3）襯底上形成的,。硅晶體可以認(rèn)為是藍(lán)寶石的延伸部分,，二者構(gòu)成硅-藍(lán)寶石SOS（Silicon On Sapphire）晶片。藍(lán)寶石材料為絕緣體,，在其上面淀積的每一個(gè)電阻,，其電性能是*獨(dú)立的。這不僅能消除因PN結(jié)泄漏而產(chǎn)生的漂移,，還能提供很高的應(yīng)變效應(yīng)和高溫（≥300℃）環(huán)境下的工作穩(wěn)定性,。藍(lán)寶石材料的遲滯和蠕變小到可以忽略不計(jì)的程度，因而具有不錯的重復(fù)性,；藍(lán)寶石又是一種惰性材料,，化學(xué)穩(wěn)定性好，耐腐蝕,，抗輻射能力強(qiáng),；藍(lán)寶石的機(jī)械強(qiáng)度高。 

綜上所述，充分利用硅-藍(lán)寶石的特點(diǎn),，可以制作出具有耐高溫,、耐腐蝕及抗輻射等*性能的傳感器和電路；但要獲得精度高,、穩(wěn)定可靠的指標(biāo),，還必須解決好整體結(jié)構(gòu)中材料之間的熱匹配性，否則難以達(dá)到預(yù)期的目標(biāo),。由于硅-藍(lán)寶石材料又脆又硬,，其硬度僅次于金剛石，制作工藝技術(shù)比較復(fù)雜,。 

四,、化合物半導(dǎo)體材料 

硅是制作微機(jī)電器件和裝置的主要材料。為了提高器件和系統(tǒng)的性能以及擴(kuò)大應(yīng)用范圍,，化合物半導(dǎo)體材料在某些專門技術(shù)方面起著重要作用,。如在紅外光、可見光及紫外光波段的成像器和探測器中,，PbSe,、InAs、Hg1-xCdxTe(x代表Cd的百分比)等材料得到日益廣泛的應(yīng)用,。 

現(xiàn)以紅外探測器為例加以說明,。利用紅外幅射與物質(zhì)作用產(chǎn)生的各種效應(yīng)發(fā)展起來的，實(shí)用的光敏探測器,，主要是針對紅外幅射在大氣傳輸中透射率較為清晰的3個(gè)波段（1-3μm,，3-5μm，8-14μm）研制的,。對于波長1-3μm敏感的探測器有PbS、InAs及Hg0.61Cd0.39Te,；對于波長3-5μm敏感的探測器有InAs,、PbSe及Hg0.73Cd0.27Te；對于波長8-14μm敏感的探險(xiǎn)測器則有Pb1-xSnxTe,、Hg0.8Cd0.2Te及非本征（摻雜）半導(dǎo)體Ge:Hg,Si:Ga及Si:Al等,。其中3元合金Hg1-xCdxTe是一種本征吸收材料，通過調(diào)整材料的組分,，不僅可以制成適合3個(gè)波段的器件,，還可以開發(fā)更長工作波段（1-30μm）的應(yīng)用，因而備受人們的關(guān)注,。 

須指出的是,，上述材料需要在低溫（如77K）下工作。因?yàn)樵谑覝叵拢捎诰Ц裾駝幽芰颗c雜質(zhì)能量的相互作用,，使熱激勵的載流子數(shù)增加,，而激發(fā)的光子數(shù)則明顯減少，從而降低了波長區(qū)的探測靈敏度,。 

五,、SiC薄膜材料 

SiC是另一種在特殊環(huán)境下使用的化合物半導(dǎo)體。它由碳原子和硅原子組成,。利用離子注入摻雜技術(shù)將碳原子注入單晶硅內(nèi),，便可獲得優(yōu)質(zhì)的立方體結(jié)構(gòu)的SiC。隨著摻雜濃度的差異得到的晶體結(jié)構(gòu)不同,，可表示為β-SiC,。β表示不同形態(tài)的晶體結(jié)構(gòu)。用離子注入法得到的SiC材料,，自身的物理,、化學(xué)及電學(xué)特性優(yōu)異，表現(xiàn)出高強(qiáng)度,、大剛度,、內(nèi)部殘余應(yīng)力很低、化學(xué)惰性*,、較寬的禁帶寬度（近乎硅的1-2倍）及較高的壓阻系數(shù)的特性,；因此，SiC材料能在高溫下耐腐蝕,、抗輻射,，并具有穩(wěn)定的電學(xué)性質(zhì)。非常適合在高溫,、惡劣環(huán)境下工作的微機(jī)電選擇使用,。 

由于SiC單晶體材料成本高，硬度大及加工難度大,，所以硅單晶片為襯底的SiC薄膜就成為研究和使用的理想選擇,。通過離子注入，化學(xué)氣相淀積（VCD）等技術(shù),，將其制在Si襯底上或者絕緣體襯底（SiCOI）上,，供設(shè)計(jì)者選用。例如航空發(fā)動機(jī),、火箭,、衛(wèi)星等耐熱腔體及其表面部位的壓力測量，便可選用以絕緣體為襯底的SiC薄膜,，作為感壓元件（膜片）,，并制成高溫壓力微傳感器,，實(shí)現(xiàn)上述場合的壓力測量。測壓時(shí)的工作溫度可達(dá)到600℃以上,。 

除使用單晶SiC（Single-SiC）薄膜外,，在MEMS的許多應(yīng)用場合，還可選用多晶SiC(Poly-SiC)薄膜,。與單晶SiC薄膜相比,，多晶SiC的適用性更廣。它可以在多種襯底（如單晶硅,、絕緣體,、SiO2犧牲層及非晶硅等）上，采用等離子體強(qiáng)化氣相淀積,，物理濺射,、低壓氣相淀積及電子束放射等技術(shù)生長成薄膜，供不同場合選擇使用,。 

總之,，SiC是一種具有優(yōu)良性質(zhì)的材料，具有寬帶隙,、高擊穿場強(qiáng),、高熱導(dǎo)率、高電子飽和速度及優(yōu)良的力學(xué)和化學(xué)性能,。這些特性使SiC材料適合制造高溫,、高功率及高頻率電子器件時(shí)選用；也適合制造高溫半導(dǎo)體壓力傳感器時(shí)選用,。 

賀德克傳感器常用型號：

賀德克傳感器EDS3348-5-0016-000-F1

賀德克傳感器EDS 3346-3-0016-Y00-F1

賀德克傳感器EDS 344-3-250-D00

賀德克傳感器EDS 1792-P-100-009(725PSI)

賀德克傳感器EDS 1791-N-600-009(450bar)

賀德克傳感器HDA3840-A-400-124  

賀德克傳感器HDA 4744-A-600-000

賀德克傳感器EDS 346-3-400-001

賀德克傳感器HDA 4445-A-250-031(200bar)

賀德克傳感器HDA4745-A-160-418

賀德克傳感器HDA 3844-A-250-000

賀德克傳感器HDA3840－A-350-124

賀德克傳感器EDS 1792-P-400-000(5800PSI)

賀德克傳感器HDA3845-A-400-YOO

賀德克傳感器HDA 4444-A-600-000

賀德克傳感器EDS 1792-N-016-000(232PSI)

賀德克傳感器HDA 4745-A-0250-S00

賀德克傳感器ENS3218-5-0520-000-K

賀德克傳感器HDA 4746-A-016-000

賀德克傳感器HDA 4445-A-0250-S00

賀德克傳感器HDA3740-A-300-124

賀德克傳感器HDA 4746-A-060-000

賀德克傳感器EDS346-2-400-000

賀德克傳感器ETS1701-100-000    

賀德克傳感器EDS 1792-P-250-009(2900PSI)

賀德克傳感器HDA 4744-A-016-031(-1...9bar)

賀德克傳感器HDA3845-A-250-000

賀德克傳感器EDS346-3-040-000

賀德克傳感器4145-A-01 0-000-E1