宽响应范围的MEMS热电偶真空度传感器  

A MEMS Thermocouple Vacuum Sensor with Wide Response Range

作　　者：雷程[1,2] 毛海央[2,3] 欧文[2,3] 薛晨阳[1] 唐力程 杨涛 陈大鹏[2,3] 熊继军[1] 

机构地区：[1]中北大学电子测试技术国防科技重点实验室,太原030051 [2]中国科学院微电子研究所智能感知研发中心,北京100029 [3]江苏物联网研究发展中心智能集成传感器工程中心,江苏无锡214135

出　　处：《微纳电子技术》2015年第12期765-769,810,共6页Micronanoelectronic Technology

基　　金：国家自然科学基金资助项目(61401458;61335008;61136006;51205373);江苏省自然科学基金资助项目(BK20131098);河南省科技开放合作项目(132106000073)

摘　　要：报道了一种基于双层多晶硅材料的MEMS热电偶真空度传感器。该器件采用双层热偶排布方式可进一步减小器件横向尺寸,同时采用XeF_2各向同性正面刻蚀技术释放形成微腔结构,该技术避免了湿法腐蚀工艺复杂、不易控制等缺陷。在器件制备的基础上,对该器件在不同真空度条件下的响应特性进行了测试,测试结果表明该器件在常温下的真空响应上限达10-5 Pa。而不同加热功率条件下,该器件的响应灵敏度随着加热功率的增大呈增大趋势。A MEMS thermocouple vacuum sensor based on double-layer polysilicon was reported.In the device,a double-layer thermocouple strip structure was adopted to reduce the horizontal size of the device.Meanwhile,the micro-cavity structure was formed by the XeF_2 isotropic frontside etching technology.The technology avoids complexity and uneasy control of conventional wet etching process.Based on the fabrication of the device,the response characteristics of the device were tested in different vacuum conditions.The test results show that the vacuum response limit of the device reaches 10~5 Pa at normal temperature,and the response sensitivity of the device tends to increase with the increase of heating power under different heating powers.

关 键 词：热电偶 真空度 双层多晶硅 微电子机械系统(MEMS) 灵敏度 

分 类 号：TP212[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置] TH703[自动化与计算机技术—控制科学与工程]