基于叉指电极的MEMS环境监测传感器关键技术研究

发布时间：2024-03-13 18:25

　　MEMS传感器以其结构简单、稳定性好、可靠性高、成本低等优点，成为环境监测中检测气体、水体环境中生物化学物质的一种较为常用的生物化学传感器，逐渐成为环境监测领域的研究热点。 本文以一种基于叉指电极结构的MEMS生物化学传感器为研究对象，对其工作原理介绍、结构优化、制作工艺、测试应用方面进行了系统的研究，具体内容如下： 1．介绍了叉指电极传感器的工作原理。针对其环境监测中低浓度生物化学物质难以检测的问题，提供了一种基于叉指电极结构的MEMS生物化学传感器。着重研究叉指电极结构的电阻模型和设计参数，通过优化仿真分析得到设计参数对叉指电极传感器的影响规律，从而对叉指电极传感器的性能进行优化。 2．通过综合分析微机电的各种微加工方法，选择湿法腐蚀工艺作为叉指电极微结构的制造方法并设计了整个工艺方案。重点研究了镀制铬/金电极金属层、湿法腐蚀叉指电极微结构等工艺，对比分析了工艺参数对加工质量的影响规律，通过优化确定了各工艺环节的参数，最后经过工艺实验完成了叉指电极微结构的制作。 3．完成了叉指电极气体传感器的设计与制作。对电极结构的选择、工艺流程的编制、气敏材料的制备、传感器版图的绘制进行了系统的...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1气体传感器在汽车工业、航空航天领域应用

图1.1气体传感器在汽车工业、航空航天领域应用Figure1.1Theapplicationsofgassensorsintheautomotive,aviationandaerospaceareas另外，在美国国家航空航天局（NASA）目前研究课题....

图1.2微型气体传感器的应用（轮胎压力检测（左）；可燃性气体泄漏检测（右））

纤气体传感器，虽然测试结果精确，但是，比较复杂、昂贵，不能满足实时测量的种类中，半导体气敏传感器以其价格低廉恢复时间短等优势，在目前气体传感器的究单位在这一研究领域已经做了大量的研灵敏度、选择性、稳定性等性能难以同时还不能很好的解决。要同时解决以上众多器的研究[9]。术在化学领域....

图1.3NASAGlennResearchCenter的气体传感器样品

气体传感器飞速发展，并应用于各种场合，比如气体泄漏检测，5]。1993年美国航空航天局和海军曾委托ESI公司生产适合三肼气体检感器[16]。1995年NASAGRC和CWRU开发了钯合金肖特基二极管和上的氢传感器，成功的应用于NASAX-33飞行器试验的安全系....

图1.4NIST的微热板式气体传感器阵列

预处理电子原件、能量供给、数据存储等功能[18]。图1.3NASAGlennResearchCenter的气体传感器样品Figure1.3GassensorssamplefromNASAGlennResearchCenter图1.4所示，美国的J....

本文编号：3927391