陶瓷微板热隔离半导体气体传感器阵列设计与实现

发布时间：2017-12-16 20:10

  本文关键词：陶瓷微板热隔离半导体气体传感器阵列设计与实现

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【摘要】：具有高浓度、挥发性、强氧化性的液氯、氮氧化物等危化品泄露、爆炸的安全检测一直是一个难点问题,要求检测传感器具有较宽量程和抗腐蚀设计。基于Al N陶瓷的微热板半导体气体传感器阵列设计,采用耐腐蚀的Al N陶瓷为衬底,物理化学性能稳定的Pt膜作为信号和加热器电极,经杂化修饰的In-Nb复合半导体氧化物为敏感材料,结合柔性光刻剥离工艺和激光微加工工艺,制备了陶瓷微板热隔离气体传感器阵列。为验证传感器阵列热结构设计的合理性,进行了有限元热仿真分析,优化了设计结构。经静态气敏测试分析,传感器阵列对浓度体积比500×10~(-6)的Cl_2和100×10~(-6)的NO_2两种气体的气敏响应时间分别为30 s和60 s左右,灵敏度最高分别为275倍和4倍,且在0~500×10~(-6)和0~100×10~(-6)检测范围均具有良好的气敏特性,对Cl_2等高浓度宽量程危化品气体检测具有良好的应用前景。
【作者单位】： 哈尔滨理工大学测控技术与仪器黑龙江省高校重点实验室;哈尔滨理工大学黑龙江省电介质工程国家重点实验室培育基地;
【基金】：国家自然科学青年基金(61501149) 黑龙江省青年基金(QC2013C059) 黑龙江省教育厅科技项目(12541141) 哈尔滨市青年后备人才(2015RQQXJ041)项目资助
【分类号】：TP212
【正文快照】： 1引言基于微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)工艺技术的微热板式气体传感器具有微型化、低功耗、批量化等特点,其应用与发展已经成为气体传感器领域重要研究方向[1-2]。MEMS微热板半导体气体传感器及其阵列中主要有两个关键要素,即微热板的热结构设计和半导体

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