多孔硅基湿敏传感器的制作与性能研究

论文摘要

随着湿度在人们日常生活中起着越来越重要的作用,湿度信息越来越受到人们的关注。测量精度高、灵敏度高、温度系数小、稳定性好、使用寿命长、响应速度快、抗腐蚀、制造工艺简单、易于批量生产、成本低等性能是理想的湿敏传感器的基本要求,并且适于在宽温、湿范围内使用。由于湿敏器件应用领域不同,对湿度传感器的技术要求也不同。从制造角度看,同是湿度传感器,由于材料、结构不同,工艺不同,其性能和技术指标有很大差异。本文以多孔硅作为研究材料,分析了其感湿机理,从电容角度展开研究,首先制备了多孔硅并对多孔硅的基本特性进行研究。而后以多孔硅作为感湿介质制作了电容式多孔硅湿度传感器,并对传感器的性能进行测试。对湿度传感器的性能进行测试,最终得到了(80mA/cm2,30min)和(40mA/cm2,20min)条件下(此条件为多孔硅的腐蚀生长条件),得出在不同的湿度变化时,传感器的灵敏度曲线,这些数据将对我们的研究有很好的指导作用。完成了湿度信号采集电路及显示电路的设计,将制作的电容湿度传感器的电容值,通过单片机进行编程,转换为具体的相对温度值,通过LED数码管显示电路显示出相对湿度值。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 论文研究内容与结构
• 第2章 多孔硅技术基础
• 2.1 多孔硅研究背景及意义
• 2.2 多孔硅制备方法
• 2.3 湿度传感器
• 2.3.1 湿度传感器的分类
• 2.3.2 电容式湿度传感器的分类及结构
• 2.4 多孔硅基湿度传感器
• 2.4.1 多孔硅湿度传感器感湿机理
• 2.4.2 多孔硅湿度传感器结构
• 2.5 本章小结
• 第3章 多孔硅制备及性能研究
• 3.1 实验器材及试剂
• 3.2 多孔硅制备
• 3.2.1 实验步骤
• 3.2.2 实验内容
• 3.2.3 实验数据及结果分析
• 3.2.4 确定制作湿度传感器用多孔硅制备条件
• 3.3 本章总结
• 第4章 多孔硅基电容式湿度传感器制作及性能研究
• 4.1 多孔硅基电容式湿度传感器制作步骤
• 4.1.1 制作电极
• 4.1.2 制作铜版
• 4.1.3 刻铜片
• 4.1.4 溅射生长二氧化硅
• 4.1.5 蒸Al电极
• 4.2 多孔硅基电容式湿度传感器性能测试
• 2,30min）条件下腐蚀多孔硅制作的传感器测试数据'>4.2.1 （80mA/cm²,30min）条件下腐蚀多孔硅制作的传感器测试数据
• 2,20min）条件下腐蚀多孔硅制作的传感器测试数据'>4.2.2 （40mA/cm²,20min）条件下腐蚀多孔硅制作的传感器测试数据
• 4.3 本章总结
• 第5章 湿度信号采集及显示电路的设计
• 5.1 引言
• 5.2 电路设计
• 5.2.1 整机电路设计
• 5.2.2 湿度信号采集电路设计及工作原理
• 5.2.3 显示电路设计
• 5.2.4 C源代码设计
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢