專利名稱：：單晶硅正溫度系數片式熱敏電阻器及其制備方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及信息
技術領域：
的傳感器技術中的片式熱敏電阻，特別涉及一種單晶硅正溫度系數片式熱敏電阻器及其制備方法。
背景技術：
：單晶硅正溫度系數熱敏電阻器作為一種有線性電阻-溫度特性的熱敏電阻己廣泛用于測溫和控溫電路中。近年來，隨著通訊技術和表面安裝技術的發(fā)展，迫切要求各種電子元件向小體積、片式化方向發(fā)展，對單晶硅正溫度系數熱敏電阻器也提出了同樣的要求。目前國內外生產的正溫度系數片式熱敏電阻器為了降低元件的常溫電阻，通常采用疊片式結構，通過多層并聯實現。然而，多層結構帶來的內電極擴散、外電極延伸等問題致使元件的一致性差、機械強度低，而且工藝復雜，制造成本高。而單晶硅正溫度系數熱敏電阻器是利用單晶硅材料的遷移率隨溫度升高而減小的原理設計的，材料選定后，元件的溫度系數將不隨工藝過程而改變。元件的標稱阻值由單晶硅材料的電阻率決定，要降低元件的電阻值只需選擇電阻率較低的單晶硅材料，而無需采用疊片式結構。
發(fā)明內容本發(fā)明目的在于提供一種較為簡便的單晶硅正溫度系數片式熱敏電阻器，該電阻器是以單晶硅為敏感體，采用單片式結構，在敏感體兩端制備端電極，端電極由內到外包括鎳電極和銀電極兩層。本發(fā)明采用雙層電極的方法實現單晶硅材料和金屬電極的歐姆接觸。先對硅片表面鍍鎳，制備出鎳電極，劃片后用沾銀機在芯片的兩端制備出銀電極。內層的鎳和單晶硅材料形成歐姆接觸，這樣借助于中間化學鍍鎳層實現了硅晶體和電極間比較好的歐姆接觸。所制備的正溫度系數熱敏電阻器溫度系數穩(wěn)定，線性好，可靠性高。本發(fā)明所述的單晶硅正溫度系數片式熱敏電阻器，是以單晶硅為敏感體，采用單片式結構，在敏感體兩端制備端電極，端電極由內到外包括鎳電極和銀電極兩層。所述單晶硅正溫度系數片式熱敏電阻器的制備方法，按下列步驟進行a、選擇N型或P型單晶硅片；b、用80目碳化硼將單晶硅片兩面打毛，將硅片放入去離子水中用超聲波清洗去砂5分鐘，在丙酮中用超聲波清洗去油5分鐘，然后用洗液煮20分鐘，再用冷熱去離子水清洗3-5遍；c、在清洗好的硅片表面鍍鎳電極，用劃片機對處理好的硅片進行劃片；d、利用端電極沾銀機在元件兩端制備銀電極，即可得到單晶硅正溫度系數片式熱敏電阻器。步驟a中所選用單晶硅片晶向為[lll]。步驟b中所用洗液為由氨水、過氧化氫和去離子水按照1:2:5比例配成。步驟c中鎳電極采用常規(guī)化學鍍鎳方法制備。步驟d制備銀電極所使用的銀漿為還原溫度60(TC的低溫銀漿。本發(fā)明所涉及的單晶硅正溫度系數片式熱敏電阻器具有線性電阻-溫度特性,元件的標稱電阻值由原始硅單晶材料的電阻率大小決定。根據元件電阻值的不同要求，可以選擇不同電阻率的原始硅單晶材料。要降低元件的電阻值只需選擇電阻率較低的單晶硅材料，而不需要采用疊片式結構，有效的減少了元件的制備工序及制備成本。元件的溫度系數由原始硅單晶材料唯一決定，當材料選定后，元件的溫度系數將不隨制備工藝過程而改變。本發(fā)明所述的方法可以制備標稱電阻值在6Q-2500Q范圍內的0805、0603、0402規(guī)格的單晶硅正溫度系數熱敏電阻器。該方法不僅可以用于制備以上幾種規(guī)格的單晶硅正溫度系數熱敏電阻器，還能用于多種不同尺寸規(guī)格的單晶硅正溫度系數熱敏電阻器的制備，而且元件的標稱阻值范圍還可通過選擇不同電阻率的原始硅單晶材料進一步擴大。本發(fā)明采用雙層電極的方法實現單晶硅材料和金屬電極的歐姆接觸。先對硅片表面鍍鎳，制備出鎳電極，劃片后用沾銀機在芯片的兩端制備出銀電極。內層的鎳和單晶硅材料形成歐姆接觸，這樣借助于中間化學鍍鎳層實現了硅晶體和電極間比較好的歐姆接觸。圖l為本發(fā)明單晶硅正溫度系數片式熱敏電阻器結構圖，其中l(wèi)為單晶硅敏感體，3為銀電極。圖2為本發(fā)明單晶硅正溫度系數片式熱敏電阻器剖面圖，其中1為單晶硅敏感體，2為鎳電極，3為銀電極。具體實施方式實施例1a、選擇原始電阻率為20Q，cm厚度為2mm的N型單晶硅片，晶向為[lll];b、用80目碳化硼將單晶硅片兩面打毛，將硅片放入去離子水中用超聲波清洗去砂5分鐘，在丙酮中用超聲波清洗去油5分鐘，然后用洗液氨水、過氧化氫和去離子水1:2:5配制，煮20分鐘，再用冷熱去離子水清洗3遍；c、在清洗好的硅片表面采用常規(guī)化學方法鍍鎳電極，用劃片機將處理好的硅片劃成1.27><1.27咖的芯片；d、利用端電極沾銀機在元件兩端采用還原溫度60(TC的低溫銀漿各制備0.35mm厚度的銀電極，即可得到0805規(guī)格的片式元件標稱電阻值為250Q，溫度敏感系數為0.65%/匸的電阻器。實施例2a、選擇原始電阻率為0.5Qcm厚度為2mm的P型單晶硅片，晶向為[lll];b、用80目碳化硼將兩面打毛，將硅片放入去離子水中用超聲波清洗去砂5分鐘，在丙酮中用超聲波清洗去油5分鐘，然后用洗液氨水、過氧化氫和去離子水1:2:5配制，煮20分鐘，再用冷熱去離子水清洗4遍；c、在清洗好的硅片表面采用常規(guī)化學方法鍍鎳電極，用劃片機將處理好的硅片劃成1.27><1.27111111的芯片；d、利用端電極沾銀機在元件兩端采用還原溫度600'C的低溫銀漿各制備0.35mm厚度的銀電極，即可得到0805規(guī)格的片式元件標稱電阻值為6.5Q，溫度敏感系數為0.5X/'C的電阻器。其余的實施例用表表示<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權利要求1、一種單晶硅正溫度系數片式熱敏電阻器，其特征在于是以單晶硅為敏感體，采用單片式結構，在敏感體兩端制備端電極，端電極由內到外包括鎳電極和銀電極兩層。2、根據權利要求1所述單晶硅正溫度系數片式熱敏電阻器的制備方法，其特征在于按下列步驟進行a、選擇N型或P型單晶硅片；b、用80目碳化硼將單晶硅片兩面打毛，將硅片放入去離子水中用超聲波清洗去砂5分鐘，在丙酮中用超聲波清洗去油5分鐘，然后用洗液煮20分鐘，再用冷熱去離子水清洗3-5遍；c、在清洗好的硅片表面鍍鎳電極，用劃片機對處理好的硅片進行劃片；d、利用端電極沾銀機在元件兩端制備銀電極，即可得到單晶硅正溫度系數片式熱敏電阻器。3、根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于步驟a中所選用單晶硅片晶向為[lll]。4、根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于步驟b中所用洗液為由氨水、過氧化氫和去離子水按照1:2:5比例配成。5、根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于步驟c中鎳電極采用常規(guī)化學鍍鎳方法制備。6、根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于步驟d制備銀電極所使用的銀漿為還原溫度60(TC的低溫銀漿。全文摘要本發(fā)明涉及一種較為簡便的單晶硅正溫度系數片式熱敏電阻器及其制備方法，該電阻器是以單晶硅為敏感體，采用單片式結構，在敏感體兩端制備端電極，端電極由內到外包括鎳電極和銀電極兩層。本發(fā)明采用雙層電極的方法實現單晶硅材料和金屬電極的歐姆接觸。先對硅片表面鍍鎳，制備出鎳電極，劃片后用沾銀機在芯片的兩端制備出銀電極。內層的鎳和單晶硅材料形成歐姆接觸，這樣借助于中間化學鍍鎳層實現了硅晶體和電極間比較好的歐姆接觸。所制備的正溫度系數熱敏電阻器溫度系數穩(wěn)定，線性好，可靠性高。本發(fā)明制備工藝簡單，生產效率高，一致性好，制造成本低，適合大批量生產。文檔編號H01C1/14GK101399104SQ200810072970公開日2009年4月1日申請日期2008年10月15日優(yōu)先權日2008年10月15日發(fā)明者叢秀云,王軍華,范艷偉,董茂進,陳朝陽,陶明德申請人:中國科學院新疆理化技術研究所