微機電系統(tǒng)（MEMS）是隨著半導(dǎo)體集成電路微細(xì)加工技術(shù)和超精密機械加工技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來的。它可以將微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路、直至接口、通信和電源等集成于一體,具有體積小、質(zhì)量輕、易于大規(guī)模生產(chǎn)等特點。近年以來,金屬氧化物半導(dǎo)體（MOS）材料已越來越多地用于氣體檢測。但由于MOS材料需要一定的溫度才可以與氣體發(fā)生反應(yīng),導(dǎo)致了傳感器的功耗過大,制約了其進(jìn)一步發(fā)展。而基于MEMS技術(shù)的MOS氣體傳感器與傳統(tǒng)氣體傳感器相比,在一致性、微型化方面有著很多優(yōu)勢,更容易實現(xiàn)集成化和低功耗。且MOS氣體傳感器與現(xiàn)有的硅基加工技術(shù)相兼容,是將來氣體傳感器的發(fā)展方向。在這種傳感器中,利用MEMS工藝制作的微加熱板（MHP）,可為MOS氣敏薄膜材料提供熱量,它的熱性能影響著傳感器的總體性能的發(fā)揮。因此有必要對MHP作深入分析研究,以優(yōu)化傳感器結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的MHP氣體傳感器的加熱電極和測量電極不在同一平面。這樣不僅制作工藝繁雜,加熱電極和測量電極之間的傳熱距離較遠(yuǎn),而且加熱層、絕緣層和測試層之間容易形成寄生電場,對測試的信號造成影響。本次設(shè)計中,將加熱電極和測量電極置于同一平面。與傳統(tǒng)器... 

【文章來源】：深圳大學(xué)廣東省

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

微加熱器工作原理圖

等金屬材料來制作電阻薄膜。介質(zhì)膜位于基底和加熱電阻之絕緣的作用。給電阻薄膜加上電壓，根據(jù)焦耳熱效應(yīng)，微加熱并最終趨于穩(wěn)定。微加熱器工作時的原理如圖 1-1 所示：圖 1-1 微加熱器工作原理圖導(dǎo)的理論，微加熱器的熱傳遞途徑有：熱傳導(dǎo)、熱對流和熱1-2。

熱對流時，流體內(nèi)部也會產(chǎn)生溫度差，因而流體內(nèi)部也存在導(dǎo)熱。表面時，通過接觸面熱對流和內(nèi)部導(dǎo)熱的共同作用來完成熱量傳遞。射：凡是溫度比絕對零度高的物體，其表面就會有熱輻射產(chǎn)生，通俗物體的表面會持續(xù)向外界環(huán)境發(fā)射電磁波。熱輻射不需要介質(zhì)來進(jìn)行射強弱主要與物體的材質(zhì)和物體所處的溫度有關(guān)。加熱器的組成結(jié)構(gòu)類型和最近的研究現(xiàn)狀熱器的結(jié)構(gòu)可以分為兩種：薄膜式和懸浮式。薄膜式指的是在有源區(qū)和微加熱器基底是相互接觸的膜結(jié)構(gòu)的微加熱器。懸浮式則是指用幾部分的有源區(qū)，有源區(qū)處于懸空狀態(tài)，不再與襯底接觸。兩種不同結(jié)熱時所形成的溫度場分布都是很均勻的，薄膜式結(jié)構(gòu)的微加熱器的機但與此同時功耗更大；而懸浮式微加熱器利用懸臂梁與周圍的基底連與基底直接接觸，熱能損耗就會小很多，但與此同時器件的機械穩(wěn)定的工藝也會變得更加復(fù)雜。兩種結(jié)構(gòu)的微加熱器俯視圖如圖 1-3 所示

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
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[3]新型三維敏感電阻式半導(dǎo)體氣體傳感器的研究[D]. 杜玉帥.西南交通大學(xué) 2011
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本文編號：3124950