新型抗腐蚀结构声表面波湿度传感器的研究.pdf

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1、38传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2011年第30卷第1期新型抗腐蚀结构声表面波湿度传感器的研究童筱钧一，钟素娟(1．南京大学声学研究所，近代声学教育部重点实验室，江苏南京210093；2．无锡秦歌电子科技有限公司。江苏无锡214125)摘要：为解决声表面波(SAW)湿度传感器存在易被污染、不易清洁、稳定性差等问题，提出了一种新的基于改进的单端口SAW谐振器结构用于湿度检测。在此结构中，在ITO材料制作的叉指换能器和反射阵上溅射厚度为5pmSiN层以屏蔽各种腐蚀性物质如酸性、碱性等腐蚀性气体对SAW谐振器电极的侵蚀。相比常规谐振器，新

2、结构加大了谐振器叉指换能器与一个反射阵之间距用于涂敷湿敏材料，同时在石英基片背面布设ITO材料脱湿电路。给出了基于此类结构SAW湿度传感器的制作工艺、感湿实验测试结果。实验验证了该结构SAW湿度传感器的可清洁性、耐腐蚀性及该结构的有效性。关键词：声表面波；湿度传感器；叉指换能器；抗腐蚀结构中图分类号：TN384文献标识码：A文章编号：1000--9787(2011)01-0038-03Study0nnovelanti．corrosionstructure0fsurfaceacousticwavehumiditysensorTONGXiao-jun一．ZHONGSu-juan(1．Institu

3、teofAcoustics，KeyLaboratoryofMinistryofEducationforModernAcoustics，NanjingUniversity，Nanjing210093，China；2．WuxiQingeElectronicsScienceandTechnologyCo．Ltd，Wuxi214125，China)Abstract：Anovelstructureofsurfaceacousticwavehumiditysensorisprensented．AnewstructureispresentedbasedOilrevisedSAWresonator．ITOis

4、usedaselectrodematerial，Si3N4isusedasprotectivelayersputteredonIDTandreflectors，andpilymideisusedassensitivematerialspincoatedbetweenIDTandreflector．Relationshipbetweenrelativehumidityandfrequencyshiftofoscillatorisgiven．Theexperimentsshowthatthenovelstructureiseffectiveformeasuringhumidity．Keywords

5、：surfaceacousticwave(SAW)；humiditysensor；interdigitaltransducer(IDT)；anticorrosionstruc—tl1re0引言尽管SAW湿度传感器具有灵敏度高等优点，但其存在人类的日常生活、工农业生产、气象、医药卫生、食品、长期稳定性不好、易被污染、不易清洁等问题，限制了它的国防等与湿度密切相关。这些应用就要求准确地检测、监广泛应用。目前发表的有关SAW湿度传感器的论文控湿度。主要从事湿度灵敏度、湿滞效应、新型湿敏材料等方面的研声表面波(surfaceacousticwave，SAW)湿度传感器具究，而对SAW湿度传感器结构加以

6、改进以提高其稳定性、有灵敏度高、检测范围宽、可直接频率化输出等优点。SAW污染、清洁问题的文章较少，然而，这方面理论是SAW湿度湿度传感器常用的SAW结构为SAW延迟线型和SAW谐传感器走向实用必须解决的问题之一。。鉴于此，本文提振器型，感湿材料如醋酸纤维素、聚酰亚胺等涂敷在SAW出了一种新的基于改进的单端口SAW谐振器结构用于湿的传播路径上。感湿材料吸附／脱附水分形成对SAW传播度传感器。改进之处在于：使用溅射的锡掺杂的氧化铟的外部微扰，导致振荡环路频率漂移。吸湿的大小与频漂(ITO)材料代替SAW湿度传感器常用的电极材料铝或铝之间存在一定的数量关系，通过对振荡环路频漂的测量从合金；溅射氮化

7、硅保护层，提高传感器抵御环境污染、防止而获得相对湿度的具体数值J。腐蚀性酸性、碱性气体的腐蚀，以提高传感器的可靠性、稳收稿日期：2010-05—13基金项目：江苏省基础研究计划资助项目(SBK200930229)；近代声学教育部重点实验室基金资助项目(0806)第1期童筱钧，等：新型抗腐蚀结构声表面波湿度传感器的研究39定性；与常规谐振器相比，新结构加大了谐振器叉指换能器设计数据：反射阵指条数40