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耐高溫新型集成電路芯片與高溫壓力變送器
閱讀：658 發布時間：2019-11-26
耐高溫新型集成電路芯片與高溫壓力變送器
在地熱生產和石油生產過程中溫度通常會超過200℃，高于設備所用的傳統微芯片一般能耐受的溫度。在該環境的壓力測量中，由于受制于集成電路的溫度現狀，傳統的的壓力傳感器多采用傳感器與變送器電路分離的結構設計，日前，據報道，德國弗勞恩霍夫微電子電路與系統研究所（IMS）的研究人員開發出一種新型的高溫工藝，可以制造出超緊湊型微芯片，這種微芯片在高達300℃的溫度下也能正常工作。
傳統的CMOS芯片有時能耐受250℃的高溫，但其性能與可靠性會迅速下降。還有一種方法是對熱敏感的微芯片實施持續冷卻，但是很難實現。此外，市場上也存在專門的高溫芯片，但是尺寸過大（小尺寸也達1微米）。
IMS開發的微芯片尺寸僅有0.35微米，遠小于現有的高溫芯片，且依然保持著應有的功能。
為開發出耐熱微芯片，研究人員采用了一種特殊的高溫硅絕緣體（SOI）CMOS工藝，通過絕緣層來阻止影響芯片運作的漏電電流的產生。此外，研究人員還使用了金屬鎢，其溫度敏感性低于常用的鋁，從而延長了高溫芯片的工作壽命。
除了用于地熱能、天然氣或石油生產外，該微芯片還能用于航空業，例如放置于盡可能靠近渦輪發動機的位置，記錄其運行狀態，確保其更有效、更可靠地運行。高溫集成電路的商業化將大大降低變送器的體積，同時又可以延伸高溫壓力傳感器的應用領域、提高產品性能。本文源自迪川儀表，轉載請保留出處。