| 题名 | 微结构气敏传感器与SnO_2基敏感薄膜的研究 |
| 作者 | 高晓光 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2000 |
| 授予单位 | 中国科学院电子学研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院电子学研究所 |
| 导师 | 李建平 |
| 关键词 | 微结构气敏传感器 结构设计 有限元方法 氧化锡基复合薄膜 电学特性 气敏特性 |
| 学位专业 | 物理电子学 |
| 中文摘要 | 微结构气敏传感器（MGS）是利用微电子、微机械加工和薄膜技术将加热电极、温度传感器、叉指测量电极和敏感薄膜集成一体的新一代气敏元件。它具有微型化、高灵敏度、低功耗、易集成、易批量生产等优点。由于这种传感器特别适合于气敏传感器阵列和微型“电子鼻”，它的成熟有望满足市场对电池供电的气体（气味）监测系统日益迫切的需求。本文主要研究Si基膜片型微结构气敏传感器单元的优化、SnO_2及SnO_2基敏感薄膜电学与气敏特性以及敏感薄膜制备过程中的工艺兼容性问题。为设计功耗低、工作区温度分布比较均匀的微结构单元，分析单元的热学行为，用有限元方法（FEM）模拟计算不同电极结构的器件功耗及工作区温度分布。实验测得当工作区温度为300 ℃时经优化的器件加热功率只有～75mW；并且由于膜片热质量很小，工作区温度可以于毫秒量级时间内在室温和450 ℃间调制。能否获得稳定灵敏的金属氧化物半导体敏感薄膜是微结构气敏传感器实用化的关键。用与微电子工艺兼容的室温射频（RF）溅射方法制备了SnO_2薄膜和SnO_2-Ag、SnO_2-ZnO、SnO_2-V_2O_5复合薄膜，在温度调制方式下研究了SnO_2、SnO_2-Ag薄膜的电学特性，从温度调制方式下测得的电阻-温度曲线可以区分由热激发过程和由表面反应过程引起的膜电阻变化，这种方法为研究气敏薄膜表面反应过程和气敏响应机理开辟了新的途径。此外，还对SnO_2-Ag薄膜和SnO_2-ZnO、SnO_2-V_2O_5复合薄膜的气敏特性进行深入研究，发现SnO_2-Ag薄膜对H_2S有很好的选择性和很高的灵敏度，但在低温下恢复时间比较长，这与响应过程中生成比较稳定的Ag_2S有关。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2011-07-19 |
| 页码 | 48 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.ie.ac.cn/handle/80137/8961]  |
| 专题 | 电子学研究所_电子所博硕士学位论文_电子所博硕士学位论文_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 高晓光. 微结构气敏传感器与SnO_2基敏感薄膜的研究[D]. 中国科学院电子学研究所. 中国科学院电子学研究所. 2000. |
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