[实用新型]具有高灵敏度的新型温敏元件

说明书

技术领域：

本实用新型发明属于传感技术领域，尤其涉及一种具有高灵敏度的新型温敏元件。

背景技术：

目前国内外敏感元件及其构成的各类传感器均属于模拟量输出，因输出灵敏度低，必须附加放大、模/数转换，才能构成数字系统，致使硬件系统复杂，按装空间较大，研制成本增加，限制了传感器在微空间领域中的应用。

发明内容：

本实用新型发明的目的是提供一种具有高灵敏度的新型温敏元件。该温敏元件特别适合在微小空间内安装使用。

上述目的通过以下的技术方案实现：

一种具有高灵敏度的新型温敏元件，其组成包括：P型区和N型区、上电极和下电极四层结构，所述的N型区由掺磷的N型高阻硅单晶作为衬底，所述的P型区以铝作掺杂源经扩散而形成，并从N面扩散金或铂，且扩透整个P型区，所述的上电极和下电极可采用镍，或金用以形成欧姆接触。

所述的具有高灵敏度的新型温敏元件，半导体PN结结构的上电极和下电极均采用全覆盖型电极结构。

所述的具有高灵敏度的新型温敏元件，也可采用掺铝的P型高阻硅单晶作为衬底，N型区以磷作掺杂源经扩散而形成，并从P面扩散金或铂，且扩透整个N型区，其上电极和下电极同样采用镍或金用以形成欧姆接触。

所述的具有高灵敏度的新型温敏元件，其N型区也可用砷作掺杂源，其P型区也可用硼或硼铝混合物作参杂源。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型的原理是基于半导体特殊的负阻效应，采用特殊的结构和特殊的工艺制造方法实现的，具有优异的阻值调变效应。

本实用新型的电路结构极其简单，采用半导体集成工艺实现，为其小型化、微型化奠定了基础。

本实用新型芯片尺寸小，约为1.0×1.0 × 0.3（mm)。封装尺寸约为Φ1.5（mm)。特别适合在微小空间安装使用。

本实用新型可正偏应用，也可反偏应用。

正偏使用时，基于阻值调变效应，在温度激励下，其阻值可产生突变而输出数字信号；其中包括：开关、脉冲或频率信号；

反偏使用时，基于半导体的热敏效应，可输出模拟信号。

本实用新型具有极高的温度灵敏度和状态转换速度，其温度灵敏度和状态转换速度超过全球现今任何一种温敏元件。

输出模拟信号时，其温度灵敏度可高达100 mV / ℃以上，可用于高精度的温度检测。

输出开关信号时，动态响应快，其状态转换时间小于 30μS，可用于高精度的温度控制和高可靠的温度保护。

本实用新型具有进一步开发潜力；当前产品以温敏为主，经进一步开发还可制造光、磁、力或其他物理量的敏感元件。

附图说明：

附图1是本实用新型的半导体PN结结构的示意图。

具体实施方式：

实施例1：

一种具有高灵敏度的新型温敏元件，其组成包括：P型区和N型区、上电极和下电极四层结构，所述的N型区1由掺磷的N型高阻硅单晶作为衬底，所述的P型区2以铝作掺杂源经扩散而形成，并从N面扩散金或铂，且扩透整个P型区，所述的上电极3和下电极4可采用镍，或金用以形成欧姆接触。

实施例2：

根据实施例1所述的具有高灵敏度的新型温敏元件，半导体PN结结构的上电极和下电极均采用全覆盖型电极结构。

实施例3：

根据实施例1所述的具有高灵敏度的新型温敏元件，也可采用掺铝的P型高阻硅单晶作为衬底，N型区以磷作掺杂源经扩散而形成，并从P面扩散金或铂，且扩透整个N型区，其上电极和下电极同样采用镍或金用以形成欧姆接触。

实施例4：

根据实施例1所述的具有高灵敏度的新型温敏元件，其N型区也可用砷作掺杂源，其P型区也可用硼或硼铝混合物作参杂源。