中科院微電子所在納米森林的微器件應(yīng)用研究中獲進(jìn)展
近日,中國科學(xué)院微電子研究所集成電路先導(dǎo)工藝研發(fā)中心在納米森林的微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)傳感器應(yīng)用研究上取得重要進(jìn)展。 濕度的監(jiān)測與控制在氣象、農(nóng)業(yè)、汽車、醫(yī)藥等行業(yè)具有重要意義。隨著MEMS技術(shù)的發(fā)展,基于MEMS工藝的電容式濕度傳感器因其在寬相對濕度范圍內(nèi)具有較好的靈敏度和較好的抗干擾能力而受到廣泛關(guān)注。傳統(tǒng)的電容式濕度傳感器通常由梳齒電極和濕度敏感材料兩部分組成,該結(jié)構(gòu)中存在寄生電容影響濕度傳感器的靈敏度;傳統(tǒng)濕度傳感器的敏感材料主要有多孔硅、陶瓷、有機(jī)物等,其制備工藝較為復(fù)雜,吸附水分子的能力較弱。 基于以上問題,微電子所研究員陳大鵬課題組提出了一種以納米森林為濕敏材料,同時集成參比電容、微加熱器和熱敏電阻的新型濕度傳感器。納米森林具有超親水性和完全開放的納米結(jié)構(gòu),可提高濕度傳感器靈敏度。該器件同時使用差值法消除寄生電容,通過熱敏電阻進(jìn)行溫度補償以提高傳感器精度,采用微加熱器進(jìn)一步縮短響應(yīng)時間。與傳統(tǒng)的聚酰亞胺濕度傳感器相比,基于納米森林的濕度傳感器在10-90%的相對濕度范圍內(nèi),靈敏度提高了15倍,響應(yīng)時間縮短至5s。此外,該傳感器還具備制作工藝簡單、兼容CMOS工藝、適合批量生產(chǎn)等優(yōu)勢。 |