1. 陶瓷热敏器件 2. 陶瓷光敏电阻 3. 陶瓷压电元件 4. 陶瓷热释电材料
5.
2.1.3.1物理敏感陶瓷材料
表 2-5 各种热释电体的特性
2.1.3陶瓷敏感材料
❖ 2.1.3.2化学敏感陶瓷材料
1. 湿敏陶瓷 2. 气敏陶瓷
❖ 2.1.3.3其他陶瓷材料
表 2-6 主要利用化学现象的氧化物载体金属敏感元件
图 2-23 常压化学气相 工艺装置的示意
图 2-24 等离子化学气 相工艺装置的示意
2.2.2.4微机电系统常用的集成电路工艺 ④ 外延 ⑤ 旋涂法
2. 厚膜工艺
图 2-25厚膜压力传感器工艺流程示意图
2.2.2.4微机电系统常用的集成电路工艺
3. 掺杂技术
① 扩散杂质 ② 离子注入
图 2-26 离子注入机示意图
图 2-10 电阻应变式传感器的防护密封结构示意图
2.2.2微机械加工工艺 ❖ 2.2.2.1微传感器与微机电系统
图 2-11 MEMS所涉及到的技术领域
2.2.2.1微传感器与微机电系统
图 2-12 MEMS的应用
2.2.2微机械加工工艺
❖ 2.2.2.2 MEMS所用材料
1．单晶硅与多晶硅
2.2.2.4微机电系统常用的集成电路工艺
4. 光刻技术
图 2-27 光刻工艺流程
2.2.2.4微机电系统常用的集成电路工艺
① 掩模制作（掩模原图绘制、掩模母板制作、工作 掩模制作）
② 光刻胶的涂布 ③ 前烘 ④ 曝光 ⑤ 显影 ⑥ 坚膜 ⑦ 蚀刻（湿法蚀刻、干法蚀刻 ） ⑧ 去胶（湿法去胶 、干法去胶 ）
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第2章 传感器的功能材料及 加工工艺
第2章 传感器的功能材料及加工工艺
2.1
传感器使用的材料
2.2
传感器的加工工艺
2.1传感器使用的材料
表 2-1各类材料在传感器中的应用情况
2.1.1材料的基本物理知识
❖2.1.1.1 基本粒子 ❖2.1.1.2元素的电子层结构
表 2-2键性与物性的关系
图 2-19 非热型电子束加工示意
2.2.2微机械加工工艺 ❖ 2.2.2.4微机电系统常用的集成电路工艺
1. 薄膜成形
① 氧化
图 2-20 湿氧氧化法示意
2.2.2.4微机电系统常用的集成电路工艺 ② 金属化
图 2-21 真空蒸镀法示意
图 2-22 溅射法示意
2.2.2.4微机电系统常用的集成电路工艺 ③ 化学气相淀积
2.1.1材料的基本物理知识
❖2.1.1.3 固体的能带
图2-1 1在氢分子中δ1S和δ*1S 分子轨道的状态能量与两氢核
之间距离的关系曲线
图 2-2“金属”氢的能态与氢核 之间距离的关系曲线
2.1.1材料的基本物理知识
❖ 2.1.1.4导体和非导体的能带
图 2-3在金刚石中SP3杂化原子轨道所产生的价带和导带图
2.1.1.4导体和非导体的能带
图 2-4金属，绝缘体和半导体能带图
2.1.1.4导体和非导体的能带
图 2-5晶胞用空间点阵描述
2.1.2导体、半导体和电介质
❖ 2.1.2.1导体（金属和离子导体）敏感材料
电场使电子加速：
a qE qv m ml
平均速度或漂移速度为：
vd
qE
m
q E
m
电流密度为 ： 电导率为 ：
图 2-13单晶硅的硅胞及常用晶片
2.2.2微机械加工工艺 2．氧化硅与氮化硅 3．金属材料 4．光刻胶
图 2-14 光刻胶用于平面光刻
2.2.2微机械加工工艺
❖ 2.2.2.3传统超精密与特种加工技术 1. 超精密机械加工 ① 微钻孔加工 ② 微铣削加工 ③ 微细磨削（超精密磨削） ④ 微细电火花加工
图 2-8 应用不同的加工方法所能得到的加工精度
2.2.1结构型传感器的加工工艺
图 2-9悬臂梁式称重传感器
2.2.1结构型传感器的加工工艺
1．弹性体的加工和处理 2．应变计的粘贴与固化 3．组桥、布线卫性能检查 4．传感器的性能补偿与老化 5．防潮密封工艺 6．性能检测和标定工艺
2.2.1结构型传感器的加工工艺
表 2-9 几种有代表性的高分子气体传感器
2.1.5 磁性材料
真空中的磁通量与外加磁场强度成正比：
B0H
2-6
B0(H M )0rH 2-7
其中，M是每单位体积的磁偶极矩或磁化强度，为 相对磁导率。
图 2-7 由磁畴位移和定向引起的铁磁材料的磁化
2.2 传感器的加工工艺 ❖ 2.2.1结构型传感器的加工工艺
个人观点供参考，欢迎讨论！
q (N nn N pp ) q (nn pp ) （2-5）
❖ 2.1.2.3电介质
2.1.2.2半导体敏感材料
表 2-3采用半导体材料制作传感器的例子
2.1.3陶瓷敏感材料
表 2-4 利用陶瓷敏感材料制作传感器的例子
2.1.3陶瓷敏感材料
2.1.3陶瓷敏感材料 ❖ 2.1.3.1物理敏感陶瓷材料
iNeqvd Nemq2 E
Neq2me(N来自q)（2-1） （2-2） （2-3） （2-4）
2.1.2.1导体（金属和离子导体）敏感材料
图 2-6金属系温度敏感元件的物理量变换方式
2.1.2导体、半导体和电介质 ❖ 2.1.2.2半导体敏感材料
由于电子和空穴都影响总电流，因此式（2-4）变换 成下面的形式：
2.1.3有机高分子敏感材料 ❖ 2.1.4.1有机敏感材料的种类和特性
表 2-7 有机敏感材料
2.1.4.1有机敏感材料的种类和特性
表 2-8 利用有机材料的敏感元件
2.1.4.1有机敏感材料的种类和特性
2.1.4 有机高分子敏感材料
❖ 2.1.4.2 有机高分子湿敏材料 ❖ 2.1.4.3 有机高分子气敏材料 ❖ 2.1.4.4 有机高分子压电材料
2.2.2.3传统超精密与特种加工技术
图 2-15 线电极电火花磨削法原理示意
图 2-16 采用线电极电火花磨削加工的微结构
2.2.2微机械加工工艺
2. 高能束微机械加工技术 ① 激光束加工 ② 电子束加工电子束加工
图 2-17 激光束加工示意
图 2-18 热型电子束加工示意
2.2.2微机械加工工艺 ③ 离子束加工