摘要：p型4H-SiC相较n型4H-SiC具有更高的压阻效应,p型4H-SiC正方形膜片作为弹性元件相较圆形膜片具有更高的灵敏度。基于此,设计了一种基于p型4H-SiC压阻效应的高灵敏度碳化硅压力传感器,探索了Ni/Al/Ni/Au与p型4H-SiC之间形成良好欧姆接触的条件,并制备了传感器芯片。在25~600℃空气环境中对传感器芯片的电阻进行了测试,验证了传感器在≤600℃下具有良好的电连接性。最后,在常温至250℃下对传感器进行性能测试。实验结果显示,常温环境下传感器具有较高的输出灵敏度为10.9μV/V/kPa,即使在250℃时其输出灵敏度也约为6.7μV/V/kPa。该研究为高温压阻式压力传感器发展提供了一定的技术参考。

摘要：为了探索碳化硅深刻蚀过程中厚镍掩膜工艺条件,依据电镀原理,设计了以镀液pH、电流密度、镀液温度为影响因素的正交试验,通过对电镀速率和镀层均匀性双指标进行综合平衡法分析,研究各因素不同水平对实验结果的影响。采用台阶仪和激光共聚焦显微镜对电镀速率、镀层均匀性以及表面形貌进行表征。结果表明:电流密度是影响电镀速率的关键因素,镀液pH主要影响镀层的均匀性,最佳电镀条件为pH在3.0~3.5之间,电流密度为20 mA∙cm^(-2),温度为55℃。该工艺成本低、镀速高且均匀性良好,可以用于制备碳化硅深刻蚀掩膜,为碳化硅基压力传感器的加工提供了关键工艺支持。

摘要：针对室内空气污染源的多样性与传统气体检测器检测种类的单一性的矛盾,设计了一种能够同时检测多种气体的新型便携式光离子化气体检测仪。该检测仪采用了MEMS结构的离子化室和混合信号级微处理器C8051F040,减小了仪器体积,降低了仪器功耗。利用单片机控制电流跨导增益的方法,实现了仪器的双量程数据采集功能,保证了仪器在两个量程的测量时均具有较好的检测精度。该仪器适用范围广,自动化程度高,实际应用效果良好。

摘要：为了研究采用热电堆原理制作的红外探测器输出电压与关键结构尺寸之间的影响关系,获得高输出电压,提出一种基于圆形结构的微机电系统(MEMS)热电堆红外探测器,以红外探测器结构尺寸1.8 mm×1.8 mm×0.35 mm,空腔尺寸Ф1.2 mm为建模仿真的研究基础,对红外探测器进行建模,通过改变吸收层覆盖面尺寸、热偶条对数、冷端长度、有无刻蚀规则孔等关键结构尺寸参数,对红外探测器进行热电仿真和热路径分析,最终确定最优红外探测器仿真结果,仿真结果表明,通过改变热电堆红外探测器关键结构尺寸参数,使得设计的红外探测器输出电压值达到125.08μV,与传统四端梁结构比较,极大地提高了红外探测器的输出电压。

摘要：针对现有的硅基高温压力传感器不满足更高温度环境(≥500℃)下测试需求的问题,设计并制备了一种基于碳化硅(SiC)材料的电容式高温压力传感器。利用ICP刻蚀工艺和直接键合工艺实现了气密性良好的敏感绝压腔结构,结合金属沉积、金属图形化等MEMS工艺制备了感压敏感芯片。搭建了压力-温度复合测试平台,完成了传感器在0~600℃环境下压力-电容响应特性的测试。测试结果表明,在0~300 kPa内,该传感器灵敏度为4.51×10-3 pF/kPa,非线性误差为2.83%;同时测试结果也表明该传感器的温度漂移效应较低,0~600℃环境下电容变化量为8.50~8.65 pF。

摘要：为解决压力传感器在高温下的热零点漂移问题,文中提出一种压敏电阻均匀刻蚀的方案。通过控制变量法改变沉积和刻蚀聚合物时序参数,解决了制备硅电阻条出现的微负载效应,减小了压力传感器中惠斯登电桥不平衡性。对比了不同参数下的刻蚀效果,得出最佳刻蚀参数为1个循环内钝化时间2 s、刻蚀时间4.8 s,刻蚀图案成功保持了设计图形的关键特征,电阻条连接处曲线平滑、侧壁角度锐利,垂直度达到了88.6°。最终制备的芯片在300℃环境下进行压力测试,测试结果表明传感器芯片热零点漂移率降低了46.7%,验证了该方案对改善芯片高温下热零点漂移的可行性。

摘要：紫外激光具有波长短、速度快、加工精度高、热影响区小以及无损加工等优点,针对紫外激光加工过程中,不同参数对刻蚀结果产生不同的影响,实验中通过控制单一变量法,设计了扫描速度、扫描次数、能量密度、重复频率、离焦量等不同参数对刻蚀结果的影响。实验结果表明,刻蚀宽度随能量密度的增加而增加,但是增加率不断降低;减小扫描速度,可以刻蚀出深度较深并且边缘工整的微通道;随着扫描次数的增大,激光刻蚀的深度不断增大,但增大率在不断的减小,刻蚀深度过深,激光将不会对沟道再进行刻蚀。实验中通过优化激光刻蚀参数,得到了刻蚀宽度为146μm、刻蚀深度为25.665μm、微通道边缘整齐,边缘粗糙度为7μm,沟道的垂直度将近90°的L型硅基微通道。

摘要：提出了基于红外光学原理的便携式甲烷报警仪的设计方案,详细介绍了报警仪的硬件电路设计、软件设计、光学气室结构、外形结构设计及标定技术。该报警仪采用红外光源、高精度干涉滤光片一体化热释电探测器和单光束双波长技术,配合镀金膜气室实现对CH4等气体的实时检测,具有不易老化、响应快、灵敏度好、性能稳定、抗干扰能力强等优点。

摘要：面向脉冲型风洞试验设备、大型建筑抗冲击强度试验等特殊环境对瞬态和动态力学量的重大测试需求,高频响MEMS压力传感器的研发已经受到业内广泛关注。论文从器件结构设计、性能模拟仿真、MEMS器件加工工艺及芯片动态性能测试等方面对基于SOI材料的高频响MEMS压力传感器进行了系统研究。首先,论文采用Ansys仿真软件对传感器压力敏感膜尺寸、封装结构及材料参数进行了优化设计;其次采用MEMS工艺实现压力芯片加工,并完成封装结构的制备与传感器整体装配;最后对制备的传感器进行激波管动态性能测试。测试结果表明:传感器的固有频率为222.8 kHz,上升时间约为20μs,可在74 kHz频率内安全工作,此传感器具有冲击信号响应速度快,动态响应频率高特点。

摘要：利用集成了A/D转换器、CAN控制器以及D/A转换器的高性能单片机C8051F040为控制核心,设计了一种基于光电离原理的用于检测挥发性有机化合物的气体检测器。该检测器的电离室主要是由3个绝缘片叠加而成,其中安放3个电极片用来提供偏置电场和收集离子,从而产生微电流;微弱信号检测电路选用高精度运算放大器ICL7650作为前置放大器,将微电流转化成电压并放大,从而便于单片机采集。该检测器具有携带方便、测量范围宽、检测精度高、检出限低、响应快等特点,可以满足作业现场的实时连续检测。