矽基納米多級複合結構集成氣體感測器

《矽基納米多級複合結構集成氣體感測器》是依託大連理工大學,由唐禎安擔任項目負責人的重點項目。

基本介紹

• 中文名：矽基納米多級複合結構集成氣體感測器
• 依託單位：大連理工大學
• 項目類別：重點項目
• 項目負責人：唐禎安

項目摘要

本項目研究採用矽積體電路和矽微加工技術與先進的納米多級複合結構氣敏材料相結合的系統晶片（SOC）式氣體感測器。該感測器晶片系統包括矽微熱板陣列、加熱驅動電路、信號放大電路、模數轉換電路以及數控採樣電路等；氣敏材料包括多種納米多微贈宙級複合結構的金屬氧化物材料和沸石薄膜材料。在已有積累的基礎上，本項目以苯和沙林為目標氣體，以顯著提高半導體氣體感測器的選擇性和穩定性這兩個核心參數為目的，深入研究納米多級複合結構材料的氣體敏感機理和規律、設計方法及其在矽基微熱板上戰海危的定域選擇性製備技術和性能控制技術；研究不同納米多級複合結構氣敏材料的製備方法的兼容性，給出矽基陣列式集成氣體感測器系統試盼囑的整體加工幾循笑技術和氣體檢測技術。研究過程中還將與國內主要半導體氣體感測器生產企業合作，共同研究提高半導體氣體感測器的生產成品率、降低製備成本和綜合提高我國半導體氣體感測器技術水平的方法。

結題摘要

本項目研究採用矽積體電路和矽微加工技術與先進的納米多級複合結構氣敏材料相結合的氣體感測器陣列晶片及其系統。分別採用靜電紡絲法、水熱法、模板法等多種工藝手段，製備了納米複合纖維、納米柱陣列、空心球等多種納米多級複合氣敏材料，對製備工藝的參數進行了最佳化，獲得了幾種選擇性良好、靈敏度較高的納米氣敏材料；結合分子級仿真計算研究了納米材料的氣敏機理，揭示了納米結構和工作溫度對氣敏性能的影響機理，分析了混合氣體在材料表面的競爭吸附和促進吸附現象。研究了在微熱板上沉積氣敏材料的多種工藝，研發了微熱板的片上控溫積體電路。在三次MPW流片製造的基礎上進行了6英寸晶圓整片批量流片，精簡了後加工流程，大幅提高了成品率，形成了完整的矽基陣列式集成氣體感測器系統的批量加工的成套製造工藝和氣體檢測技術。研發的微熱板氣體感測器晶片以集成矽微熱板陣列為核心，集成了加熱驅動電路和信號放大電路等，具有低功耗、低成定戀本、高集成度優點，適合作為物聯網的氣體探測姜乎備境終端。項灶婚訂只目的研發的氣體感測器得到了物聯網業界的關注，歌爾公司、中電集團等單位正在洽談技術轉移實現產業化。