¿Qué es la tecnología SOS (Silicon-on-Sapphire Sensor)?

Noviembre 2nd, 2016 | 980
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La tecnología SOS es incorporada en el catálogo de equipos de alto nivel, pero ¿qué es y para qué se utiliza?

La combinación de silicio y zafiro proporciona mas vida útil al sensor. Debido a que el silicio permanece sobre la superficie del zafiro es estable y no exhibe el hystéresis. Gracias a sus propiedades de aislamiento sobresalientes, el zafiro protege el strain gauge de la radiación de pulso electromagnético y permite que el sensor funcione en un rango de temperatura muy amplio sin pérdida de rendimiento.

Puede soportar altas presiones y proporciona una excelente resistencia a la corrosión. La excelente elasticidad del zafiro asegura una alta repetibilidad que es una característica altamente deseable para los sensores.

La parte técnica de la tecnología de silicio sobre zafiro (Silicon-on-Sapphire Sensor)

Los discos de silicio sobre zafiro se forman depositando silicio sobre el sustrato de zafiro a temperaturas muy altas.

El zafiro natural tiende a contener impurezas, por lo que el cristal de zafiro muy puro se cultiva en un ambiente de laboratorio controlado. Los lingotes de zafiro formados se cortan en un ángulo de 60º. Esto se conoce como el R-Plane. Este plano revela los átomos de oxígeno en el cristal y debido a que el espaciamiento de estos átomos es casi idéntico al de un cristal de silicio, el silicio puede depositarse en forma limpia sobre la superficie del disco de zafiro.

Los calibradores de deformación de silicio dopados se graban a partir de la capa de silicio y los medidores de deformación individuales están aislados eléctricamente entre sí por las características aislantes sobresalientes del sustrato de zafiro. La capacidad de operar a altas temperaturas, químicos inertes y ausencia virtual de hystéresis hacen que los extensómetros sean ideales para su uso en sensores de presión. La utilización de la tecnología de detección de Silicio sobre Zafiro (SOS |Silicon-on-Sapphire Sensor) da como resultado una excelente estabilidad a largo plazo menor al 0,2% y también tiene una gran ventaja sobre los sensores de silicio no unidos a SOS.

El puente de Wheatstone de silicio formado durante la fabricación está libre de tensiones residuales (estas suelen añadir a errores de histéresis y de no repetibilidad, lo que disminuye la estabilidad a largo plazo). No hay materiales de unión entre el elemento sensor y el sustrato de zafiro que pueden envejecer y causar inestabilidad

Un poco de historia del silicio sobre zafiro

Un experimento muy práctico en 1963 en North American Aviation (ahora Boeing) condujo al descubrimiento de SOS. Un cristal de zafiro fue pulido en una forma esférica y sumergido en un gas que contiene silicio. Una superficie esférica expondrá todos los planos que existen en un sistema de cristal. Se encontró que el silicio crecía en ciertos sitios de la esfera, y éstos se identificaron como correspondientes al plano R del zafiro.

A mediados de 1960 los investigadores trabajaron en hacer S.O.S una tecnología manufacturable. La aplicación primaria era para los circuitos duros de la radiación, pero pronto hizo evidente que los otros beneficios de S.O.S podría llevar al uso comercial.

Un avance más fue el desarrollo de películas ultra delgadas SOS por el Instituto de Tecnología de California junto con Hewlett Packard en 1978. Un proceso llamado SPER (Solid Phase Epitaxial Re-growth) se desarrolló hasta la etapa en la que SOS podría ser comercializado por primera vez En 1990. Silicon-on-Sapphire es ahora una de las tecnologías de detección de presión más prometedoras y está ganando aceptación más amplia en aplicaciones de mayor volumen.