熱電變換器是國家交流電壓（流）量值傳遞中的基準(zhǔn)計(jì)量器具,擔(dān)負(fù)著我國交流電壓（流）與國際上交流電壓（流）基準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)值的比對工作。高計(jì)量精度交流電壓、電流基準(zhǔn)還是交流功率和電能測量的基礎(chǔ),因此具有重要的研究意義。針對目前熱電堆測溫輸出阻抗較大,加熱電阻產(chǎn)生的部分熱量經(jīng)導(dǎo)熱性良好的熱偶向襯底傳導(dǎo)等問題,本課題提出了一種新型的測溫方式—利用微橋諧振器諧振頻率對軸向熱應(yīng)力的高度敏感特性測量加熱電阻的溫度。加熱電阻溫度升高后輻射的熱量使得微橋的平均溫度上升,軸向壓應(yīng)力增加（或軸向拉應(yīng)力減小）,諧振頻率減小,通過測量微橋諧振頻率的變化獲得加熱電阻的溫度信息。論文主要完成了基于電熱激勵(lì)-壓阻檢測微橋諧振器的薄膜熱電變換器和基于靜電激勵(lì)-電容檢測微橋諧振器的薄膜熱電變換器的制作工藝。重點(diǎn)研究了PECVD電極和勻氣盤結(jié)構(gòu)對氮化硅薄膜性能的影響,制備了一種殘余應(yīng)力較小的氮化硅薄膜,用作加熱電阻的鈍化膜。優(yōu)化了干法刻蝕工藝參數(shù),提高橫向刻蝕和縱向刻蝕的速率比,實(shí)現(xiàn)靜電激勵(lì)-電容檢測微橋諧振器的正面釋放,從而簡化了器件結(jié)構(gòu)。研究了金-非晶硅鍵合工藝,用于加熱電阻芯片與橋諧振器芯片的鍵合工藝。最終研制出兩種新型的... 

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 熱電變換器概述
    1.2 熱電變換器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 單元熱電變換器
        1.2.2 立體多元熱電變換器
        1.2.3 薄膜熱電變換器
    1.3 論文的主要研究內(nèi)容
2 諧振式薄膜熱電變換器的基本結(jié)構(gòu)與檢測原理
    2.1 基于電熱激勵(lì)－壓阻檢測微橋諧振器的薄膜熱電變換器工作機(jī)理
        2.1.1 器件結(jié)構(gòu)
        2.1.2 微橋微橋諧振器電熱激勵(lì)原理
        2.1.3 微橋諧振器壓阻檢測原理
        2.1.4 微橋諧振器的諧振頻率
        2.1.5 諧振式薄膜熱電變換器工作原理
    2.2 基于靜電激勵(lì)－電容檢測微橋諧振器的薄膜熱電變換器工作機(jī)理
        2.2.1 器件結(jié)構(gòu)
        2.2.2 微橋諧振器靜電激勵(lì)原理
        2.2.3 微橋諧振器電容檢測原理
    2.3 本章小結(jié)
3 基于電熱激勵(lì)－壓阻檢測微橋諧振器的薄膜熱電變換器制作工藝
    3.1 加熱電阻芯片制作工藝
        3.1.1 加熱電阻制作工藝
        3.1.2 低應(yīng)力PECVD氮化硅薄膜沉積技術(shù)
        3.1.3 絕熱薄膜的背面釋放工藝
    3.2 電熱激勵(lì)－壓阻檢測微橋諧振器芯片制作工藝
    3.3 本章小結(jié)
4 基于靜電激勵(lì)－電容檢測微橋諧振器的薄膜熱電變換器制作工藝
    4.1 加熱電阻芯片制作工藝
    4.2 靜電激勵(lì)－電容檢測微橋諧振器芯片制作工藝
        4.2.1 電極引出方案研究
        4.2.2 微橋諧振器正面釋放工藝
    4.3 加熱電阻芯片與微橋諧振器芯片鍵合技術(shù)
        4.3.1 MEMS工藝中常用的鍵合技術(shù)
        4.3.2 非晶硅薄膜的制備工藝研究
        4.3.3 鍵合工藝流程
    4.4 本章小結(jié)
5 諧振式薄膜熱電變換器性能測試
    5.1 微橋諧振器的諧振特性測試
    5.2 薄膜熱電變換器熱電轉(zhuǎn)換誤差測量
    5.3 本章小結(jié)
6 總結(jié)和展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡歷


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于負(fù)溫度系數(shù)的多晶硅電阻電熱激勵(lì)/壓阻檢測微橋諧振器的新型紅外探測器（英文）[J]. 韓建強(qiáng),李森林,李琰,王小飛,馮日盛.  紅外與毫米波學(xué)報(bào). 2015(02)
[2]3D-TSV封裝技術(shù)[J]. 燕英強(qiáng),吉勇,明雪飛.  電子與封裝. 2014(07)
[3]單晶硅表面微結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)技術(shù)的改進(jìn)[J]. 單以洪,馮仕猛,王坤霞,田嘉彤,徐華天,周玲,楊樹泉,鞠雪梅.  硅酸鹽學(xué)報(bào). 2012(06)
[4]用PECVD制備高抗腐蝕性能SiNx薄膜的工藝研究[J]. 劉瑞文,焦斌斌,歐毅,陳大鵬.  功能材料. 2010(11)
[5]PECVD法氮化硅薄膜生長工藝的研究[J]. 陶濤,蘇輝,謝自力,張榮,劉斌,修向前,李毅,韓平,施毅,鄭有炓.  微納電子技術(shù). 2010(05)
[6]MEMS熱膜式微型流量傳感器的研制[J]. 徐永青,呂樹海,徐愛東,徐淑靜.  微納電子技術(shù). 2010(04)
[7]交直流變換器的發(fā)展動(dòng)態(tài)[J]. 鐘青,張江濤,賀青.  現(xiàn)代測量與實(shí)驗(yàn)室管理. 2006(06)
[8]等離子增強(qiáng)型化學(xué)氣相沉積條件對氮化硅薄膜性能的影響[J]. 李新貝,張方輝,牟強(qiáng).  材料保護(hù). 2006(07)
[9]氮化硅薄膜力學(xué)性能的研究及其在射頻MEMS開關(guān)中的應(yīng)用[J]. 于映,吳清鑫,羅仲梓.  傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2006(05)
[10]電極結(jié)構(gòu)對硅薄膜生長過程及材料特性的影響[J]. 侯國付,郭群超,任慧志,張曉丹,薛俊明,趙穎,耿新華.  半導(dǎo)體學(xué)報(bào). 2005(07)

博士論文
[1]寬頻帶交流電流精密測量關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張江濤.吉林大學(xué) 2014

碩士論文
[1]薄膜熱電變換器熱電轉(zhuǎn)換誤差測試系統(tǒng)研制[D]. 張鵬.中國計(jì)量大學(xué) 2016
[2]微型氣體流量傳感器關(guān)鍵工藝研究[D]. 厲森.中國計(jì)量大學(xué) 2016
[3]PECVD氮化硅薄膜制備工藝及性能測試研究[D]. 熊成.電子科技大學(xué) 2015
[4]多晶硅電阻電熱激勵(lì)/壓阻檢測微諧振式加速度計(jì)研究[D]. 李森林.中國計(jì)量學(xué)院 2014
[5]富硅氮化硅薄膜體系電致發(fā)光器件研究[D]. 蔡文浩.浙江大學(xué) 2010
[6]硅快速深刻蝕技術(shù)的研究[D]. 馬睿.西安工業(yè)大學(xué) 2009
[7]新型硅基紅外探測器的研制[D]. 董欣.北京工業(yè)大學(xué) 2000



本文編號：3651631