微热板真空传感器及其单芯片集成技术的研究

被引量 : 14次 | 上传用户:oldfly2005
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
热传导真空传感器广泛用于各种真空设备中,采用微机械加工技术微型化后可用于微电子封装泄漏检测、集成真空计、便携式气压测试仪等领域,因此微型热传导真空传感器成为MEMS领域的重要研究方向。本文主要从设计理论、制造工艺、性能测试以及与电路单芯片集成等方面对基于微热板的热传导真空传感器进行了系统的研究。设计了两种加热电阻分别为多晶硅或铂金的微热板真空传感器,用经典传热理论与稀薄气体动力学,建立了微热板真空传感器的传热模型,利用该模型分析了微热板的传热特性以及微热板工作电流、工作温度、结构尺寸对传感器响应特性的影响,并用有限元法模拟了微热板的温度分布与热变形。结果表明,微热板支撑桥上的温度分布以及微热板中间区域通过支撑桥导热、气体导热散失的热量随气压变化而变化;设计的两种微热板真空传感器中间区域温度分布较均匀,热变形较小。对两种微热板真空传感器的表面微机械加工技术进行了研究。根据实际工艺条件制定了合理的工艺流程,讨论并解决了其中牺牲层腐蚀、腐蚀窗口刻蚀、牺牲层台阶平坦化、结构层介质薄膜残余应力控制等若干关键工艺。多晶硅或铂金加热电阻的微热板真空传感器分别采用0.5μm厚的多晶硅或铝作为牺牲层,牺牲层腐蚀分别采用不腐蚀Al压焊盘的TMAH腐蚀液或不腐蚀Pt/Ti的铝腐蚀液;退火温度、时间对微热板中的残余应力影响很大,两种传感器采用不同的退火工艺,较好的解决了微热板的残余变形问题,保证了较高的加工成品率。开展了微热板真空传感器测试技术的研究。建立了由真空系统、测试电路、计算机采集控制部分组成的传感器自动测试系统,测试了传感器在恒电流、恒电压、恒温三种工作模式下的响应特性。结果表明,恒电流与恒电压工作模式下,在1~5×10~4pa气压范围内传感器较灵敏,但气压更高时由于工作温度太低,传感器灵敏度很低,在1~10~5Pa气压范围内传感器输出电压摆幅仅为几百毫伏;恒温工作模式下传感器输出电压随气压增加而增加,输出摆幅达到几伏,在1~10~5Pa范围内都有较高灵敏度。进行了微热板真空传感器与电路单芯片集成技术的初步研究。制定了基于Post-IC的集成微热板真空传感器芯片的工艺流程。设计了工作在恒电压模式、集成有多晶硅加热电阻的微热板真空传感器、CMOS运算放大器的集成微传感器芯片,并以多晶圆代工的形式实现了该芯片的加工,芯片测试结果显示该芯片能够用于气压测量,为集成微热板真空传感器的深入研究奠定了基础。
其他文献
民族服饰,特别是妇女的民族服饰,是一个民族形象的重要标志之一。在有关贵州毛南族的著述中,对妇女服饰的记述语焉不详。广泛钩沉历史文献,深入进行田野调查,梳理贵州毛南族
介绍了磁光电混合存储的技术特点及发展历程;总结了其关键技术及研究现状,包括存储系统结构、软件和硬件的关键技术以及相关标准的制定和专利申请;介绍了混合存储技术的发展
对于贪污受贿罪的犯罪数额问题,在严格把住刑法底线,严厉打击贪污贿赂的底线犯罪暨"小额"贪污罪、受贿罪,坚持"打早打小"的刑事政策基础上,结合具体犯罪情节的考量,对于一定
介绍了化工装置计量泵的工作原理和基本结构,探讨了影响计量泵稳定运行的因素和重要性。
精子发生是一个非常复杂的过程,尤其受生殖激素调控。生殖激素与其受体结合在精子的发生、分化、成熟中起着至关重要的作用。因此了解精子发生过程中生殖激素受体的变化对精子
水字是水族人民的古老文字,水书是水族人民的古老典籍,是水族的百科全书和易经。水族先民为了满足生存和理智的需要,把汉文化中的阴阳五行思想加以吸收,并结合水族的传统思想
罪名的司法确定化,避免了罪名不确定、不统一,但是出现了罪名滞后的问题。目前,单行刑法、刑法修正案公布之日与司法解释确定实施之日之间形成了"时间差",即罪状与罪名的时间
主要研究了鼠李糖乳酸杆菌对Ⅱ型糖尿病小鼠的降糖作用。通过给小鼠连续12周喂食鼠李糖乳酸杆菌10^9CFU/d,结果表明,鼠李糖乳酸杆菌可减缓糖尿病小鼠体重下降,显著(p〈0.05)降低空腹
某厂?180无缝机组MIN—MPM连轧管机组由五架轧机组成。初始设计时,第一架轧机主电机功率为1700KW,第二架轧机的主电机功率2000KW,在轧制普通规格产品时基本能满足要求。但是
压力传感器是MEMS技术的重要应用,目前以MEMS工艺技术开发的压力传感器正广泛应用于汽车电子领域,但是MEMS封装成本占到了MEMS器件成本的50%~80%,封装技术成为MEMS压力传感器产业化