Значний прогрес у технології тензодатчиків у 1960-х роках пов’язаний із розробленням і випуском напівпровідникових тензочутливих елементів. Як бачимо із таблиці 3.9, перевага таких елементів – високе значення коефіцієнта чутливості.
Однак варто мати на увазі, що електрофізичні властивості напівпровідникових матеріалів дуже сильно залежать від рівня легування та орієнтації монокристала.
У ниткоподібних кристалів GaPxAs1-x величина К досягає величини 120, в той час як у стрічкоподібних кристалів К = 62 приблизно в одному і тому ж інтервалі температур (100-400оС). У тонкоплівкових резисторах Ge спосте рігається величина К = 20-50 одиниць, але має місце залежність К від температури підкладки з максимумом при t@500оС (К=40). При цьому було встановлено, що величина
Таблиця 3.9– Властивості напівпровідникових тензочутливих матеріалів
Матеріал
Склад
ТКО?103, К-1
К
Кремній
p-тип
0,7-7
100-170
Кремній
n-тип
0,7-7
-(100-40)
Германій
p-тип
-
102
Германій
n-тип
-
-150
К залежить не тільки від tп, а й від методу отримання плівки (рис. 3.14). Оскільки величина К дуже суттєво залежить від товщини, то при її зменшенні абсолютна величина К повинна збільшуватися. Підтвердженням цього висновку є наші дані для отриманих термічним випаруванням плівок Ge: при d @ 100-200 нм К = -70 одиниць.
Плівки твердого розчину Eu1-xSmxS товщиною d@0,5 мкм мають досить високе значення чутливості (К = 50) при величині ТКО 10-6 – 10-5 К-1.
Велике значення чутливості (К=330) спостерігалося при дослідженні монокристалів TlInTe2, які мали форму голки. Ці тензорезистори стійкі лише до 180оС, але можуть працювати в статичному і динамічному режимах. Їх можна
Рисунок 3.14 – Залежність коефіцієнта чутливості К від tп: 1–при іонно-плазмовому розпиленні; 2 – при термічному випаруванні; товщина 0,6-2 мкм також використовувати як датчики тиску. Але вони мають й істотний недолік – нестабільність електричного опору в часі і значний вплив температури.
Надзвичайно велике значення коефіцієнта тензочутливості мають органічні напівпровідники. У полікристалічних резисторах 2CH3MT(TCNQ)2 К = (4-6)?103 (розтягування) або (0,5-1,5)?103 (стиснення), хоча поряд із цим у вуглецевих волокнах К = 3-6, а в деяких випадках К = -2,0-2,1. Велике значення К автори пояснюють значними змінами на межі кристалітів при деформації (e= 0,01%).