一种高灵敏度薄膜型电阻温度传感器制造方法技术

本发明专利技术公开了一种高灵敏度薄膜型电阻温度传感器及制造方法，涉及传感器技术领域，其特征在于：所述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)。通过采用上述技术方案，本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
一种高灵敏度薄膜型电阻温度传感器制造方法
本专利技术涉及传感器
，特别是涉及一种高灵敏度薄膜型电阻温度传感器。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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La0.7Sr0.3MnO3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。本专利技术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La0.7Sr0.3MnO3。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)。本专利技术具有的优点和积极效果是：通过采用上述技术方案，本专利技术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La0.7Sr0.3MnO3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是本专利技术的结构框图；图2是本专利技术图案薄膜电阻层和图案金属导电层；图3是本专利技术薄膜型锰氧化物La0.7Sr0.3MnO3电阻温度传感器的灵敏度测试图；图4是本专利技术薄膜型锰氧化物La0.7Sr0.3MnO3电阻温度传感器的噪声等效功率测试图。其中：1、衬底；2、过渡层；3、图案薄膜电阻层；4、图案金属电极层；5、边缘点。具体实施方式为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：请参阅图1，一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；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；即过渡层2的下表面搭接于衬底薄膜上表面的边缘点5上；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。本专利技术的制作工艺包括：在温度为670℃和蒸馏臭氧压力为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Si衬底1上沉积得到厚度为20nm的SrTiO3过渡层2；在温度为720℃和34.7Pa氧气压力下，采用脉冲激光沉积方法在SrTiO3过渡层2上制备厚度为75nm的La0.7Sr0.3MnO3薄膜电阻材料层3和厚度为10nm的金电极层4；将树脂层置于上述金电极层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，然后采用湿法刻蚀技术去除树脂层，得到图案电极层4；在上述的图案电极层上置入树脂层，并使用图案薄膜电阻模板置于La0.7Sr0.3MnO3薄膜电阻材料层上3，采用离子刻蚀技术去除多余的树脂层和La0.7Sr0.3MnO3薄膜电阻材料层3，形成La0.7Sr0.3MnO3图案薄膜电阻层3和图案电极层4，其中图案薄膜电阻的宽度为4μm，长度为150μm；对上述多层薄膜结构采用反应离子刻蚀方法去除中间Si衬底层1，形成悬空的SrTiO3过渡层2/La0.7Sr0.3MnO3图案薄膜电阻层3/金电极层结构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La0.7Sr0.3MnO3。所述图案金属电极层4为金层。上述高灵敏度薄膜型电阻温度传感器的制造方法，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。请参阅图2，图案薄膜电阻层3为直线型桥路结构。这种结构能够最大限度地减少噪声；所述的图案金属电极层3为正方形四电极结构，其中两金属电极连接电流的正负端(I+，I-)，另外两金属电极连接电压的正负端(V+，V-)。请参阅图3，在295K-355K的温度范围内，该温度传感器的灵敏度随着温度的变化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高灵敏度薄膜型电阻温度传感器，其特征在于：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)。

【技术特征摘要】
1.一种高灵敏度薄膜型电阻温度传感器的制造方法，所述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)；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La0.7Sr0.3MnO3；所述图案金属电极层(4)为金层；所述制造方法包括如下步骤：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...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴晟，梁津津，程敏，兰卉，田雨，邓云，李红志，
申请(专利权)人：国家海洋技术中心，
类型：发明
国别省市：天津;12