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文档简介

薄膜传感器在基底材料上用物理或化学的方法制成敏感材料薄层（几百nm~几µm）。薄膜热传感器、应变片、气敏传感器。第一节薄膜热传感器传统的测温元件：热电阻、热敏电阻、电偶介绍两种：金属薄膜热电阻、多晶硅薄膜热电阻。一、金属膜热电阻用铂粉沉积在陶瓷基片上，厚度2µm。封装：SMD型和引线型。结构图如下：Rt=R0[1+at-bt2-ct3（t-100）]（8-1）α=（Rt-R0）/（△t·R0）（8-2）标称电阻值有100Ω、500Ω、1000Ω二、多晶硅薄膜热电阻随着微系统（MEMS）技术的发展而产生。特点：应变系数大，高温特性好。将信息的获得、处理和执行部分一体化集成在同一硅衬底上，形成真正的系统。电阻率高于单晶硅。多晶硅薄膜热结晶结构示意图：L-2W2W电阻率：ρ=-----------ρg+---------ρbLL第二节薄膜应变片一、薄膜应变片简介传统应变片：用金属丝粘贴或硅扩散（粘贴）的办法制作。特点：价格便宜、结构简单、使用方便，但由于粘贴式工艺带来敏感层与基片之间的形变传递性能不好，影响了测量精度。薄膜应变片采用溅射或蒸发的方法，消除了传统应变片传递性不好的缺点。具体优点如下：1）稳定性好：蠕变和滞后低。2）使用寿命长：承受106次以上的重复加载。3）温度系数小4）工作温度范围宽：多层结构可达（-100~180℃）。6）量程大：多层结构可从0.02N~30N.成本低:制造工艺简单、成品率高。二、薄膜应变片原理三层结构：基片-绝缘层-敏感层例：MIM结构：金属基片-绝缘层-金属敏感层。机理：压阻效应。设材料电阻率为ρ,薄膜宽度w,长度L,厚t薄膜电阻:R=ρL/wt(8-19)经推导:dR/R=dρ/ρ=π//σ//+π⊥σ⊥(8-22)

薄膜材料的电阻率变化与横向和纵向应力有关.三、薄膜应变片的制作及特性敏感膜的制作工艺有多种。1.溅射薄膜应变片真空溅射工艺流程见书影响薄膜应变片的稳定性因素:1)蠕变2)零漂薄膜应变片和其他应变片的比较:2.蒸发薄膜应变片工艺与溅射工艺基本相同.第三节薄膜气敏传感器用于检测环境污染、易燃易爆和有毒气体。分单膜和双膜。最常用的敏感材料：SnO2（氧化锡）。有三种结构：烧结型、厚模型和薄膜型。薄膜型的特点：响应速度快、灵敏度高、低功耗、选择性好、互换性好。结构：膜后50~100nm。

基片敏感膜厚膜加热器SiO2绝缘层在基片背面多膜传感器有两层或三层。一、SnO2气敏薄膜特性：遇氧化性气体，材料电阻增大；遇还原性气体，材料电阻增小；制造工艺：（1）化学气相淀积（CVD）

SnCl4+O2=SnO2+2Cl2（2）溅射法二、气敏特性与厚度、掺杂、工作温度等相关。1.气敏性能

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