基于in基无机半导体mems氯气传感器的研究

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1、哈尔滨理工大学硕士学位论文基于In基无机半导体MEMS氯气传感器的研究姓名：赵文杰申请学位级别：硕士专业：微电子学与固体电子学指导教师：施云波20090301哈尔滨理工大学工学硕卜学位论文基于In基无机半导体MEMS氯气传感器的研究摘要随着现代检测技术要求不断提高，MEMS技术正成为现代传感器领域研究的热点。其中，微结构气体传感器作为气体危化品检测技术的核心，具有低功耗、集成化、阵列化、智能化等优点，可为现代危化品安全检测及网络化微系统跟踪监测提供可靠的产品技术支持。本论文将气体敏感材料合成和微结构电极制备两方面相结合，制作了In基复合半导

2、体微结构C12传感器，针对石油化工领域C12危化品的生产、运输、存储等环节高浓度泄漏、爆炸等意外事故提供可靠的预警及信息反馈。本文通过化学共沉积法和溶胶．凝胶法(S01．Gel)合成了In．Nb，In—Cd，In—Mg三种复合敏感材料，通过500℃、600℃、700℃退火烧结，并对其进行了SEM(扫描电子显微镜)形貌表征和X射线衍射分析，膜质结实，颗粒均匀，敏感材料与AIN和A1203基片结合性能良好。通过光刻剥离工艺(1ift．off)和激光微加工工艺，制备了双面微电极结构体，最小线宽50p,m，加热功耗200mW左右。通过对敏感元件性能

3、测试比较，In．Nb，In．Cd材料电导率较In203提高103倍以上，并具有良好的稳定性，且In．Nb材料具有较高的灵敏度及选择性，能满足0．500ppm范围高低浓度C12传感器开发要求，具有理想的气敏特性。本文通过在AIN和A1203基片上实现了Pt热膜电极结构，结合In基纳米敏感材料，制作了微结构C12传感器，并对其气敏机理进行了深入的理论分析。同时进一步探索其可靠性、阵列化、批量化等实用要求，对发展微测量系统的多功能化及实用性具有促进作用。关键词MEMS；In203；光刻剥离：氯气传感器哈尔滨理丁大学工学硕士学位论文StudyonM

4、EMSC12GasSensorofIn—BasedInorganicSemiconductorAbstractWiththeincreasingrequirementofmodemtestingtechnology，MEMSusedinsensorsbecomesthecenterofresearch．ForitSlowlOSS，integration，arrayassembly,intelligence，microgassensorhasbeenconsideredasthecoreofdetectinghazardouschemical

5、gas，whichprovidesareliablesupportforthechemicalandthetracingandmonitoringofthenetworkmicro-system．Byincorporatingthesynthesisofgassensingmaterialsandpreparationofmicro_electrodes，C12microgassensorofIn-basedinorganicsemiconductorwasmade，whichcouldaffordalarminginadvanceandf

6、eedbacktOtheaccidentssuchastheleakageandexplosionofhighconcentrationC12gasduringitsproduction，transportation，andstorageinthepetroleumandchemicalindustry．Byintroducingchemicalcoprecipitationandsol—gelmethod，In-Nb，In-CdandIn．Mgcompoundoxidesweresynthesized，andsinteredat500℃，

7、600℃，700。C．TheywerecharacterizedandanalyzedbySEMandX·raydiffraction，respectively．Theresultshowsthecoatingcompact，granulesuniformed，whichindicatesthehighqualityofsensingmaterialscombinedwithsubstratesofAINandA1203．Adoptinglithographiclift—offprocessandlasermicromachining，we

8、madetheback．frontmicro．electrodeswith50I．tmofminimumwidthandabout200mWofpowerloss．Compari