基于MEMS技术的集成压力-湿度传感器

陈果, 刘正波, 王韬, 张万里

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电子科技大学学报 ›› 2024, Vol. 53 ›› Issue (01) : 21-28.

基于MEMS技术的集成压力-湿度传感器

  • 陈果, 刘正波, 王韬, 张万里
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摘要

设计了一种高灵敏度的集成压力和湿度传感单元的芯片。压力传感单元基于SOI和蛇形电阻结构。室温下,传感器在载压范围为3~129 kPa内灵敏度为0.026 mV/kPa,与有限元仿真基本吻合。传感器在25~120℃范围内的热灵敏度漂移为0.004‰FS/℃,热零点漂移为0.25%FS/℃。湿度传感单元采用的叉指电极和电容式结构,引入含氟PI作湿度敏感膜。设计Mo电阻加热结构加快传感器降湿过程,缩短降湿时间近32%。在10%~90%RH的湿度范围,含氟PI湿度传感器的灵敏度为0.121 pF/%RH,略低于无氟PI器件。含氟基团的引入,使得传感器的湿滞较无氟PI降低16%。“电容-湿度”曲线呈指数分布,相关系数R2=0.996。测试结果发现,湿度传感单元和压力传感单元拥有良好的独立工作性能。

关键词

电容式湿度传感器 / 惠斯通电桥 / MEMS工艺 / 聚酰亚胺(PI) / 压力传感器

中图分类号

TP212

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陈果, 刘正波, 王韬, 张万里. 基于MEMS技术的集成压力-湿度传感器. 电子科技大学学报. 2024, 53(01): 21-28

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