论文摘要
本文给出了一种新型的湿度传感器,它利用MEMS技术和标准的CMOS工艺技术制造。研制的新型湿度传感器有着成本低、精度高、可靠性好等特点。湿度传感器广泛地应用于测量和控制领域,在工艺控制、气象、农业和医疗设备领域中有着广泛的前景。研制的新型湿度传感器利用MEMS技术,硅表面通过湿法腐蚀形成凹槽,将下电极铝、Al2O3及聚酰亚胺埋于其中,并且利用浓磷扩散技术形成高掺杂将下电极引出到硅表面,在蒸镀铝上电极,以形成金属-Al2O3-PI-金属电容式结构。接口电路采用多谐振荡、开关电容以及电荷delta-sigma调制器结构,用来检测微小的敏感电容,我们对接口电路进行了Spice仿真。并利用matlab对传感器结构进行分析,得到敏感电容与相对湿度变化曲线。对于湿度传感器一些特性参数,灵敏度、迟滞特性,进行了测量。湿度传感器的灵敏度对于不同的聚酰亚胺厚度也不同,通过对灵敏度的测试发现,在相对湿度范围10%RH70%RH时,敏感电容的线性度1.9%,在10%RH90%RH范围内,湿度传感器的灵敏度为0.956pF/%RH。在相对湿度为80%RH时,迟滞差最大,大约6%RH。因此,该利用MEMS技术研制的聚酰亚胺湿度传感器有着很好的灵敏度,较好的迟滞特性及可靠性等优良特性。
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