一、單晶硅

　　硅廣泛應(yīng)用于集成電路和微電子器件的生產(chǎn)，主要利用硅的電學(xué)性能； 在 MES 的微機(jī)械結(jié)構(gòu)中，利用硅的力學(xué)性能生產(chǎn)新一代硅機(jī)電器件和器件..該材質(zhì)由于其儲量非常豐富，因此成本低，在價格上上也就非常實(shí)惠。硅晶體生長容易，存在超純無雜質(zhì)材料，非純材料約10億左右，自身內(nèi)耗小，機(jī)械質(zhì)量因數(shù)可高達(dá)10^6個數(shù)量級。適當(dāng)設(shè)計(jì)的微有源結(jié)構(gòu)，如微傳感器，可以實(shí)現(xiàn)較小的滯后和蠕變，良好的重復(fù)性，長期的穩(wěn)定性和高可靠性。因此，用硅材料制作硅壓阻式壓力傳感器有助于解決傳感器領(lǐng)域的三個難題：滯后、重復(fù)性和長期漂移。

　　硅材料密度為2.33g/cm2，是不銹鋼的1≤3.5，彎曲強(qiáng)度是不銹鋼的3.5倍。單晶硅具有良好的導(dǎo)熱性能，比不銹鋼高5倍，但其熱膨脹系數(shù)小于1≤7?？膳c低膨脹因瓦合金連接，避免熱應(yīng)力。

　　二、多晶硅

　　多晶硅是由許多單晶顆粒組成的聚合物..這些顆粒排列紊亂。不同的晶粒具有不同的單晶取向，每種晶粒都有單晶的特征。多晶硅薄膜通常采用低壓化學(xué)氣相沉積（lpvcd）方法制備。它們的電阻率隨摻硼原子的濃度變化很大。多晶硅薄膜的電阻比單硅薄膜高，特別是在低摻雜原子濃度下，多晶硅薄膜的電阻迅速增加。電阻率隨摻雜原子濃度的不同而變化。

　　多晶硅的壓電效應(yīng)：在壓縮過程中電阻減小，在拉伸過程中增大。較大縱向應(yīng)變靈敏度系數(shù)約為金屬應(yīng)變片的30倍，即單晶硅電阻的較大應(yīng)變靈敏度系數(shù)的1/3，橫向應(yīng)變靈敏度系數(shù)隨摻雜濃度呈正、負(fù)變化，一般不使用。此外，與單晶硅壓阻電阻器相比，多晶硅壓阻薄膜可以在不同的基片上制備，如電介質(zhì)（SiO 2，Si3N4）。與單晶硅壓阻薄膜相比，多晶硅壓阻薄膜在相同的工作溫度下能更有效地抑制溫度漂移，有利于實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定。通過光刻技術(shù)可以得到多晶硅電阻膜的精確阻值。

　　三、硅-藍(lán)寶石

　　采用外延法在藍(lán)寶石（A-Al2O3）基體上生長硅藍(lán)寶石材料。硅晶體可以看作是藍(lán)寶石的延伸，構(gòu)成硅藍(lán)寶石SOS（硅在藍(lán)寶石上）晶片.藍(lán)寶石材料是一種絕緣體，其電性能*獨(dú)立于其上的每一個電阻。這不僅可以消除 PN結(jié)泄漏引起的漂移，而且可以在高溫 （≥ 300 °C） 下提供高應(yīng)變效應(yīng)和工作穩(wěn)定性..藍(lán)寶石具有良好的重復(fù)性，因?yàn)樗梢院雎源艤腿渥?。藍(lán)寶石也是一種惰性材料，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐蝕性和抗輻射性。藍(lán)寶石具有很高的機(jī)械強(qiáng)度。

　　總之，充分利用硅藍(lán)寶石的特性，可以制作出耐高溫、耐腐蝕、耐輻射的傳感器和電路，但要獲得高精度、穩(wěn)定可靠的指標(biāo)，還必須解決材料在整個結(jié)構(gòu)中的熱相容性問題，否則很難達(dá)到預(yù)期的目的。