基于MEMS工艺的气体传感器微热板设计、制作与测试

发布时间：2021-04-08 05:34

　　微机电系统（MEMS）是随着半导体集成电路微细加工技术和超精密机械加工技术的发展而发展起来的。它可以将微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、直至接口、通信和电源等集成于一体,具有体积小、质量轻、易于大规模生产等特点。近年以来,金属氧化物半导体（MOS）材料已越来越多地用于气体检测。但由于MOS材料需要一定的温度才可以与气体发生反应,导致了传感器的功耗过大,制约了其进一步发展。而基于MEMS技术的MOS气体传感器与传统气体传感器相比,在一致性、微型化方面有着很多优势,更容易实现集成化和低功耗。且MOS气体传感器与现有的硅基加工技术相兼容,是将来气体传感器的发展方向。在这种传感器中,利用MEMS工艺制作的微加热板（MHP）,可为MOS气敏薄膜材料提供热量,它的热性能影响着传感器的总体性能的发挥。因此有必要对MHP作深入分析研究,以优化传感器结构。传统的MHP气体传感器的加热电极和测量电极不在同一平面。这样不仅制作工艺繁杂,加热电极和测量电极之间的传热距离较远,而且加热层、绝缘层和测试层之间容易形成寄生电场,对测试的信号造成影响。本次设计中,将加热电极和测量电极置于同一平面。与传统器... 

【文章来源】：深圳大学广东省

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

微加热器工作原理图

等金属材料来制作电阻薄膜。介质膜位于基底和加热电阻之绝缘的作用。给电阻薄膜加上电压，根据焦耳热效应，微加热并最终趋于稳定。微加热器工作时的原理如图 1-1 所示：图 1-1 微加热器工作原理图导的理论，微加热器的热传递途径有：热传导、热对流和热1-2。

热对流时，流体内部也会产生温度差，因而流体内部也存在导热。表面时，通过接触面热对流和内部导热的共同作用来完成热量传递。射：凡是温度比绝对零度高的物体，其表面就会有热辐射产生，通俗物体的表面会持续向外界环境发射电磁波。热辐射不需要介质来进行射强弱主要与物体的材质和物体所处的温度有关。加热器的组成结构类型和最近的研究现状热器的结构可以分为两种：薄膜式和悬浮式。薄膜式指的是在有源区和微加热器基底是相互接触的膜结构的微加热器。悬浮式则是指用几部分的有源区，有源区处于悬空状态，不再与衬底接触。两种不同结热时所形成的温度场分布都是很均匀的，薄膜式结构的微加热器的机但与此同时功耗更大；而悬浮式微加热器利用悬臂梁与周围的基底连与基底直接接触，热能损耗就会小很多，但与此同时器件的机械稳定的工艺也会变得更加复杂。两种结构的微加热器俯视图如图 1-3 所示

【参考文献】：
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博士论文
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硕士论文
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本文编号：3124950