1.1设计目的及意义

传感器技术是现代科学技术发展水平的重要标志，其中压力传感器是应用最为广泛的一类。在各种传感器中，压力传感器具有质量小、体积小、成本低、稳定可靠、便于集成等优点^[1]。压力传感器是一种能将压力这种模拟信号转化为电信号的半导体电子元件，可用于压力、加速度、压强等各种力学量和运动学量的测量。随着半导体技术与MEMS技术的发展，人们深入的对极端环境尤其是高温环境进行研究探索，例如在汽车发动机、航天航空、石油化工以及地热勘探等领域，使得压力测量需要在350℃甚至更高的温度环境下进行。

压力传感器在汽车发动机上的应用很是广泛，如气缸压力传感器、进气压力传感器、机油压力传感器等^[2]。气缸压力传感器对于发动机的排放^[3][8]、故障检测^[4]、动力输出^[5]、燃烧^[6]、寿命^[7]等方面的控制具有极大的影响和帮助，有助于提高汽车的动力性、燃油经济性、制动性、操纵稳定性以及发动机寿命等汽车整体性能。目前发动机气缸壁的最高温度一般在500℃左右^[9][10][11]，气缸内最大压力一般在10MPa左右^[9][10],最大平均压力在1.5MPa左右^[9]。气缸内高温高压的环境对压力传感器工作性能的稳定性提出了更高的要求。

传统的压阻式压力传感器多以硅作为压力传感器芯片主要材料，因此以下几点原因限制了以硅材料为主的传感器在高温恶劣条件下的应用：1、由于硅材料禁带宽度窄，其耐高温和抗辐射性能较差；2、硅材料容易与介质发生化学反应，被氧化或腐蚀；3、在高温条件下硅材料的机械性能容易发生退化。

碳化硅材料由于其稳定的化学性质、高的热稳定性、优异的力学性能以及独特的电学特性，逐渐为人们所重视。它是第三代宽禁带半导体材料的代表，与现有的广泛用作为压力传感器材料的Si相比，SiC材料具有优良的宽带隙、高热导率、高熔点、优异的力学性能、抗辐射、抗腐蚀、高的热稳定性、大的压电系数、高饱和电子漂移率以及小的介电常数等优良的材料性能^[12]，是制作耐高温器件的理想材料。