传感器的MEMS和薄膜制备技术

在研单位：国家传感器实验室北方研究所

研究意义及应用前景：

MEMS技术和薄膜技术制备的微结构气体传感器体积小、功耗低，易阵列化、集成化、智能化。气体传感器与电子鼻广泛应用于环境监测、化学工业、食品工业、安全检查、医学诊断、航空航天、军事国防等领域。

创新性及关键技术：

在国内首先采用微机械加工（MEMS）技术研制成功低功耗硅基膜片型微结构气敏传感器。

成功制备四单元微结构气体传感器阵列，其体积小、重量轻、功耗低。

解决了铂电极、低应力SiNx膜的制备及各向异性腐蚀等关键工艺技术。

研究MEMS工艺与敏感薄膜制备技术的兼容性，提高气敏薄膜的稳定性。

在研项目：

国家高技术研究发展计划航天技术领域（863－2）项目：航天器密闭舱环境微型监测系统

“十五”国防预研支撑技术微系统技术研究（42201－04）项目：用于战场环境监测的微型电场传感器和微型毒剂探测器研究电子所二期创新项目：微嗅觉系统研究

微结构气体传感器

在国内首先应用微机械加工（MEMS）技术研制成功低功耗的硅基膜片型微气体传感器。当工作区温度为300℃时其功耗小于75mW，已达到同类器件的国际水平。

敏感薄膜

用液延生长和热氧化法（RGTO）、射频（RF）溅射法等制备SnO2基敏感薄膜，研制出灵敏度高、稳定性好的CO、H2S、NO2、可燃气体等多种气体传感。

对酞菁铜等有机薄膜、WO3等新型材料以及SnO2-ZnO、SnO2-V2O5等复合薄膜进行了深入研究。

传感器阵列及电子鼻

衬底尺寸：4.5mm×4.5mm

工作区面积：0.5mm×0.5mm×4

功耗：<50mW/单元(工作温度300℃ )研制了具有自动进样装置的台式智能气体检测系统样机，能够很好地区分各种不同的有机溶剂、不同品牌的白酒及不同标号的汽油，现正将试验系统小型化并降低成本以制成各种专用系统。