低功耗多孔硅氣敏傳感器性能研究.pdf

1、隨著氣體作原料、燃料的情況增多，工業(yè)和日常生活向空氣中排放的污染氣體越來越多，種類也越來越多。這些污染氣體(如氫氣、氨氣、氮氧化物、液化石油氣等)大多是易燃易爆氣體和有毒氣體，危害性很大。人們已經(jīng)廣泛使用氣敏元件對(duì)環(huán)境污染氣體進(jìn)行監(jiān)控，以確保生命和生產(chǎn)安全。多孔硅是一種在硅基底上通過腐蝕形成的具有疏松結(jié)構(gòu)的一種材料，在光學(xué)電學(xué)上的應(yīng)用非常廣泛，如用作犧牲層，絕熱層光吸收材料和氣濕敏材料等。因?yàn)槠湓蟽?chǔ)備大，制作工藝簡(jiǎn)單，具有大的比表面積

2、，所以是一種很有潛力的氣敏材料。 多孔硅材料作為氣敏薄膜的工作，利用表面吸附空氣中的陽離子增加表面活性，在檢測(cè)氧化性和還原性氣體時(shí)，分別進(jìn)行反應(yīng)，引起了多孔硅電阻值變化。通過雙槽電化學(xué)腐蝕法生長(zhǎng)多孔硅氣敏薄膜，在其表面通過磁控濺射法沉積金屬薄膜電極，形成基本的器件結(jié)構(gòu)。通過不同電流密度和電極的選取，得到不同孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的多孔硅樣品，對(duì)樣品進(jìn)行了孔隙率、SEM、I-V特性等各種測(cè)試，分析了多孔硅的材料參數(shù)、微觀形貌和電學(xué)特性等。用

3、靜態(tài)分析法對(duì)一定濃度的NH3、C2H5OH和NO2進(jìn)行了氣敏特性測(cè)試。 研究結(jié)果表明，Pt電極相對(duì)Cu電極有良好的電學(xué)接觸?？紫堵?1.14％，腐蝕深度56.7μm的多孔硅薄膜對(duì)NH3(濃度10ppm)靈敏度最好，達(dá)到3.09；孔隙率76.8％，腐蝕深度72.5μm的多孔硅薄膜對(duì)C2H5OH(濃度100ppm)靈敏度最好，為2.5。在0.8ppm的NO2中，孔隙率80.74％、腐蝕深度75.5μm的薄膜靈敏度達(dá)到3.45，且對(duì)N