可微加工Al-,2-O-,3-基板式新型SnO-,2-氣體傳感器的研制.pdf

1、本論文課題屬于氣體傳感器應(yīng)用領(lǐng)域,課題源于國家863項(xiàng)目"環(huán)境檢測(cè)微系統(tǒng)",本課題是與中國電子科技集團(tuán)第49研究所共同合作完成的.本文闡述了兩種SnO<,2>氣體傳感器的制備過程,即厚膜旁熱式和新型Al<,2>O<,3>基底的微結(jié)構(gòu)陣列式氣體傳感器,同時(shí)對(duì)CO氣體以及干擾氣體進(jìn)行了測(cè)試和分析.目前已有的集成式CO氣體傳感器多半是采用半導(dǎo)體工藝制造的多晶硅電阻做加熱器,實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)多晶硅長(zhǎng)期工作在260℃-350℃下,性能不穩(wěn)定,無法滿足長(zhǎng)

2、期使用的要求,因此本文對(duì)采用低溫度系數(shù)的NiCr合金材料以及Au兩種材料制作加熱器進(jìn)行了研究,并利用微機(jī)械加工技術(shù)研制出一種集成化陣列式氣體傳感器來實(shí)現(xiàn)雙氣體同時(shí)測(cè)試,并且采用不同幅度、寬度和頻率的脈沖序列對(duì)傳感器實(shí)現(xiàn)合理的溫度調(diào)制,具有低功耗、高靈敏度、多功能、高性能、防振動(dòng)、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn).這種特殊的懸橋式陶瓷基無內(nèi)引線封裝結(jié)構(gòu)已申報(bào)了國家發(fā)明專利.本文繼承了傳統(tǒng)SnO<,2>敏感材料的性能優(yōu)點(diǎn),并在進(jìn)一步提高選擇性方面做了新的嘗試.

3、在材料制備中,首先通過化學(xué)均勻沉淀法制備所需要的敏感材料SnO<,2>粉末,然后采用不同的重金屬或氧化物做添加劑分別制備成了五種不同摻雜的氣敏材料,并采用旁熱式結(jié)構(gòu)對(duì)其氣敏性能進(jìn)行了測(cè)試評(píng)估.結(jié)果表明,這些SnO<,2>氣體傳感器具有足夠的靈敏度、響應(yīng)速度和較低的制造成本.在此基礎(chǔ)上,本文通過對(duì)這些氣敏元件對(duì)CO及幾種干擾氣體的測(cè)試分析,篩選出了靈敏度、穩(wěn)定性以及響應(yīng)時(shí)間等性能均較好的摻雜敏感材料.在新型傳感器研制方面,將本文所研制的敏