基于In基無機半導(dǎo)體MEMS氯氣傳感器的研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代檢測技術(shù)要求不斷提高，MEMS技術(shù)正成為現(xiàn)代傳感器領(lǐng)域研究的熱點。其中，微結(jié)構(gòu)氣體傳感器作為氣體?；窓z測技術(shù)的核心，具有低功耗、集成化、陣列化、智能化等優(yōu)點，可為現(xiàn)代?；钒踩珯z測及網(wǎng)絡(luò)化微系統(tǒng)跟蹤監(jiān)測提供可靠的產(chǎn)品技術(shù)支持。本論文將氣體敏感材料合成和微結(jié)構(gòu)電極制備兩方面相結(jié)合，制作了In基復(fù)合半導(dǎo)體微結(jié)構(gòu)Cl2傳感器，針對石油化工領(lǐng)域Cl2危化品的生產(chǎn)、運輸、存儲等環(huán)節(jié)高濃度泄漏、爆炸等意外事故提供可靠的預(yù)警及信息反饋。

2、 本文通過化學(xué)共沉積法和溶膠.凝膠法（Sol-Gel）合成了In-Nb，In-Cd，In-Mg三種復(fù)合敏感材料，通過500℃、600℃、700℃退火燒結(jié)，并對其進行了SEM（掃描電子顯微鏡）形貌表征和X射線衍射分析，膜質(zhì)結(jié)實，顆粒均勻，敏感材料與AIN和Al2O3基片結(jié)合性能良好。 通過光刻剝離工藝（lift-off）和激光微加工工藝，制備了雙面微電極結(jié)構(gòu)體，最小線寬50μm，加熱功耗200mW左右。 通過對敏感元件

3、性能測試比較，In-Nb，In-Cd材料電導(dǎo)率較In2O3提高103倍以上，并具有良好的穩(wěn)定性，且In-Nb材料具有較高的靈敏度及選擇性，能滿足0-500ppm范圍高低濃度Cl2傳感器開發(fā)要求，具有理想的氣敏特性。 本文通過在AIN和Al2O3基片上實現(xiàn)了Pt熱膜電極結(jié)構(gòu)，結(jié)合In基納米敏感材料，制作了微結(jié)構(gòu)Cl2傳感器，并對其氣敏機理進行了深入的理論分析。同時進一步探索其可靠性、陣列化、批量化等實用要求，對發(fā)展微測量系統(tǒng)的多功