Полупроводниковый датчик давления

 

Изобретение может быть использовано в микроэлектронике и в вакуумной технике. Цель изобретения - расширение диапазона измерений в сторону низких давлений. Датчик представляет собой параллелепипед 1 из моносульфида галлия с гексагональной структурой . Омические контакты 2 и 3 расположены вдоль кристаллографической оси С. Приложенное к датчику постоянное электрическое поле вызывает скопление вблизи анода инжектированных из катода электронов. Величина накопленного заряда определяется величиной электрического поля и временем его выдеряйси. Регистрируемая величина тока используется для определения остаточного давления в камере. 1 ил. с (О (Л г со о 00 СХ) О5 СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

С 01.1ИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU(iI) А1 (5D4 G 01 ? 21 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ррах л (IA

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ н двторСН0ЬЮ СвиДКткпьСтВМ (21) 3870940/24-10 (22) 22.03.85 (46) 15.04.87. Бюл. Р 14 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро по комплексной переработке минерального сырья с опытным производством АН АЗССР (72) М,С.M.Àñàäîâ и С.Н.Мустафаева (53) 531.787 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 281864, кл. G 01 Ь 21/10, 1969.

Авторское свидетельство СССР

9 534662, кл. G 01 L 21/00, 1975. (54) ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДАТЧИК ДАВЛЕ-. (57) Изобретение может быть использовано в микроэлектронике и в вакуумной технике. Цель изобретения — расшире- ние диапазона измерений в сторону низких давлений. Датчик представляет собой параллелепипед I из моносульфида галлия с гексагональной структурой. Омические контакты 2 и 3 расположены вдоль кристаллографической оси С. Приложенное к датчику постоянное электрическое поле вызывает скопление вблизи анода инжектированных из катода электронов. Величина накопленного заряда определяется величиной электрического поля и временем его выдержки. Регистрируемая величина тока используется для определения остаточного давления в камере. 1 ил.

1303865

Формула изобр е тения

3,85 1О т4,75 10 4,76 10 I, А

Р, р т. ст.

10 10 6 10 5,5 10 5,0 10 4,8 10

100 10

Составитель Н.Богданова

Техред А. Кравчук Корректор А. Зимокосов

Редактор З.Слиган

Заказ 1298/41 Тираж 7?7 Подписное

BHHH1IH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к датчикам, служащим для измерения давления газов в вакуумных системах, и может быть использовано в космической технике, микроэлектронике и в вакуумной техни- 5 ке.

Цель изобретения — расширение диапазона измерений в сторону низких давлений.

На чертеже схематически изображен полупроводниковый датчик давления газовой среды.

Полуйроводниковый датчик давления представляет собой параллелепипед, выполненный из моносульфида галлия 1, имеющего гексагональную структуру с крйсталлографической осью С, направленной перпендикулярно к слоям крис талла. На противоположных поверхностях кристалла расположены два омичес- 20 ких контакта 2 и 3, к которым присоединены выводные электроды 4 и 5. Толщина параллелепипеда из моносульфида .галлия составляет 30 мкм, подконтакт-а 25 ная площадь — 2,5 10 см, а удельное н сопротивление — 7 10 Ом см.

Полупроводниковый датчик давления работает следующим образом.

Датчик давления помещается в ва30 куумную камеру. Для измерения давления газовой среды в камере к параллелепипеду из моносульфида галлия 1 прикладывают постоянное электрическое поле заданной напряженности. При приложении к образцу GaS постоянного 35 электрического поля происходит инжекция носителей заряда из контакта и захват их глубокими лавушками в полупроводнике. Присутствие барьера на аноде (в случае инжекции электронов) препятствует протеканию н него инжектированных из катода электронов, в результате чего вблизи анода накапливается отрицательный заряд. Величина накопленного заряда линейно зависит от величины приложенного электрического поля и времени его выдержки, достигая насыщения при больших их значениях (F + 5 ..10 В/см,с„ „ > 5 мин).

Заполяризованные таким образом высокоомные полупроводники ведут себя как электреты. Режим поляризации электрета из CaS следующий: величина внешнего поля оптимально составляет F =

10 — 5 10 В/см. Затем производят вакуумирование камеры и регистрируют величину тока (I А).

По величине тока определяют давление (P, мм рт.ст) газовой среды (см. таблицу), т.е. остаточное давление в камере.

Предлагаемый датчик давления позволяет измерять давление газовой среды в более широком диапазоне, а имен-6 но 5 10 — 760 мм рт. ст.

Полупроводниковый датчик давления, содержащий чувствительный элемент, выполненный в виде монокристалла, на поверхности которого расположены два омических контакта, о т л и— ч а ю шийся . тем, что, с целью расширения диапазона измерений в сторону низких давлений, в нем монокристалл выполнен из моносульфида галлия, а омические контакты расположены вдоль кристаллографической оси С кристалла.