工控摘要：田中教授指出，今后傳感器將以每年1萬億個的規(guī)模被大量使用，因此降低其成本的技術(shù)將越來越重要。在這一背景下，他介紹了基于接合和TSV（Si貫通電極）的封裝技術(shù)；應(yīng)用范圍正在由消費類用途擴大到構(gòu)造物監(jiān)測等用途的加速度傳感器、角速度傳感器、溫度傳感器技術(shù)；能夠代替晶體振蕩器的硅振蕩器及振子技術(shù)等。
　　
　　溫度傳感器方面介紹了通過用SiC（碳化硅）取代普通的Si（硅）材料、將工作溫度范圍提高到600℃的溫度傳感器。田中教授講解了美國加利福尼亞大學伯克利分校開發(fā)的溫度傳感器（論文序號：T3P.025），還介紹了該大學在此次學會前已在學術(shù)雜志上發(fā)表的應(yīng)力傳感器。可在高溫環(huán)境下使用的傳感器能深埋在地下，用來勘探資源和地質(zhì)等，還可以放在發(fā)動機燃燒室內(nèi)，用來實現(xiàn)更高燃效的發(fā)動機。
　　
　　在高溫環(huán)境下，讀取電路無法工作
　　
　　田中教授指出，耐高溫傳感器實用化的關(guān)鍵在于傳感器自身的技術(shù)和從傳感器讀取信號的技術(shù)。這是因為，即使能夠在高溫（500～600℃）環(huán)境測量溫度和壓力，如果讀取數(shù)據(jù)的電路不能工作，也無法使用數(shù)據(jù)。一般來說，用SiC半導體制造耐高溫傳感器時，從數(shù)據(jù)讀取電路一方看到的傳感器電極電阻會升高。如果把讀取電路放在非高溫環(huán)境下，并利用很長的導線，那么導線的電阻便會影響傳感器信號，導致難以準確測量。
　　
　　田中教授介紹了此次學會上發(fā)表的兩個方案。一個是利用機械式變頻器的方案（論文序號W4A.001），就是利用基于MEMS（微電子機械系統(tǒng)）加工技術(shù)制成的微小機械式開關(guān)來構(gòu)成變頻器電路。由于這樣的電路不依賴于半導體特性，因此在500℃下也能工作。這個方案是美國凱斯西儲大學（CaseWesternReserveUniversity）發(fā)表的。雖然這樣的電路也可以通過SiC晶體管來實現(xiàn)，但目前很難使用比硅晶圓（集成電路的基板）缺陷多的SiC晶圓低成本制造晶體管。
　　
　　另一個方案是使用SiC二極管整流橋，把傳感器的電阻調(diào)低（論文序號T3P.026）。雖然很難利用SiC晶圓低成本制造晶體管，但面向功率半導體的SiC二極管已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)，在很多用途中都投入了實用。該方案提出，把基于二極管的電阻轉(zhuǎn)換電路設(shè)在傳感器附近，信號便可通過同軸電纜延長。該方案是日本東北大學發(fā)表的。另外，基于二極管整流橋的電阻轉(zhuǎn)換技術(shù)在40年前就已發(fā)表。