新型三維敏感電阻式半導(dǎo)體氣體傳感器的研究.pdf

1、科技的進(jìn)步推動(dòng)了工農(nóng)業(yè)的蓬勃發(fā)展。然而,現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中排出的廢氣越來(lái)越多,其中有不少氣體是有毒氣體和可燃?xì)怏w。在人類(lèi)的生活中,煤氣泄露、爆炸等事故頻繁發(fā)生。所以,我們必須在危險(xiǎn)發(fā)生前對(duì)這些氣體作出快速準(zhǔn)確的檢測(cè),并發(fā)出危險(xiǎn)警報(bào),這樣才能確保人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。
　　 氣體傳感器在人們生產(chǎn)和生活中發(fā)揮著重要的作用,隨著其應(yīng)用的日益廣泛,人們對(duì)其性能要求也越來(lái)越高。針對(duì)氣敏元件的響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)和靈敏度不高的問(wèn)題,論文對(duì)傳統(tǒng)的氣敏

2、傳感器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　 論文在詳細(xì)闡述了氣敏傳感器的分類(lèi)與原理的基礎(chǔ)上,根據(jù)MEMS技術(shù),引入離散陣列的概念,提出了兩種新型氣體傳感器結(jié)構(gòu)模型。這兩種結(jié)構(gòu)中,敏感部分的主體結(jié)構(gòu)分別是由離散半圓柱體陣列和梯形陣列組成,這些離散立體敏感陣列使氣體傳感器具有了三維敏感特性,用擴(kuò)散模型響應(yīng)理論分析了敏感陣列對(duì)氣體的響應(yīng),同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)器件的響應(yīng)時(shí)間和靈敏度進(jìn)行了分析比較。
　　 分析結(jié)果表明:離散半圓柱體敏感陣列結(jié)構(gòu)器件和

3、梯形陣列結(jié)構(gòu)器件的響應(yīng)時(shí)間性能和靈敏度都優(yōu)于平面型敏感膜結(jié)構(gòu)的傳感器。離散半圓柱體陣列器件結(jié)構(gòu)中,傳感器的響應(yīng)時(shí)間隨著半圓柱體長(zhǎng)度的增加而縮短,而靈敏度則隨著半圓柱體長(zhǎng)度的增加而減小。當(dāng)半圓柱體的長(zhǎng)度為擴(kuò)散深度的2倍、3／2倍、1倍時(shí),與傳統(tǒng)平面連續(xù)敏感結(jié)構(gòu)相比,它們的響應(yīng)時(shí)間分別縮短了35％、28％、19％,同時(shí)它們的靈敏度分別為傳統(tǒng)平面敏感結(jié)構(gòu)靈敏度的2倍、7／3倍和3倍。梯形陣列器件結(jié)構(gòu)中,傳感器的響應(yīng)速度和靈敏度都隨著梯形上底長(zhǎng)