熱電變換器是國家交流電壓（流）量值傳遞中的基準計量器具,擔負著我國交流電壓（流）與國際上交流電壓（流）基準或標準值的比對工作。高計量精度交流電壓、電流基準還是交流功率和電能測量的基礎,因此具有重要的研究意義。針對目前熱電堆測溫輸出阻抗較大,加熱電阻產生的部分熱量經(jīng)導熱性良好的熱偶向襯底傳導等問題,本課題提出了一種新型的測溫方式—利用微橋諧振器諧振頻率對軸向熱應力的高度敏感特性測量加熱電阻的溫度。加熱電阻溫度升高后輻射的熱量使得微橋的平均溫度上升,軸向壓應力增加（或軸向拉應力減�。�,諧振頻率減小,通過測量微橋諧振頻率的變化獲得加熱電阻的溫度信息。論文主要完成了基于電熱激勵-壓阻檢測微橋諧振器的薄膜熱電變換器和基于靜電激勵-電容檢測微橋諧振器的薄膜熱電變換器的制作工藝。重點研究了PECVD電極和勻氣盤結構對氮化硅薄膜性能的影響,制備了一種殘余應力較小的氮化硅薄膜,用作加熱電阻的鈍化膜。優(yōu)化了干法刻蝕工藝參數(shù),提高橫向刻蝕和縱向刻蝕的速率比,實現(xiàn)靜電激勵-電容檢測微橋諧振器的正面釋放,從而簡化了器件結構。研究了金-非晶硅鍵合工藝,用于加熱電阻芯片與橋諧振器芯片的鍵合工藝。最終研制出兩種新型的... 

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 熱電變換器概述
    1.2 熱電變換器的國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 單元熱電變換器
        1.2.2 立體多元熱電變換器
        1.2.3 薄膜熱電變換器
    1.3 論文的主要研究內容
2 諧振式薄膜熱電變換器的基本結構與檢測原理
    2.1 基于電熱激勵－壓阻檢測微橋諧振器的薄膜熱電變換器工作機理
        2.1.1 器件結構
        2.1.2 微橋微橋諧振器電熱激勵原理
        2.1.3 微橋諧振器壓阻檢測原理
        2.1.4 微橋諧振器的諧振頻率
        2.1.5 諧振式薄膜熱電變換器工作原理
    2.2 基于靜電激勵－電容檢測微橋諧振器的薄膜熱電變換器工作機理
        2.2.1 器件結構
        2.2.2 微橋諧振器靜電激勵原理
        2.2.3 微橋諧振器電容檢測原理
    2.3 本章小結
3 基于電熱激勵－壓阻檢測微橋諧振器的薄膜熱電變換器制作工藝
    3.1 加熱電阻芯片制作工藝
        3.1.1 加熱電阻制作工藝
        3.1.2 低應力PECVD氮化硅薄膜沉積技術
        3.1.3 絕熱薄膜的背面釋放工藝
    3.2 電熱激勵－壓阻檢測微橋諧振器芯片制作工藝
    3.3 本章小結
4 基于靜電激勵－電容檢測微橋諧振器的薄膜熱電變換器制作工藝
    4.1 加熱電阻芯片制作工藝
    4.2 靜電激勵－電容檢測微橋諧振器芯片制作工藝
        4.2.1 電極引出方案研究
        4.2.2 微橋諧振器正面釋放工藝
    4.3 加熱電阻芯片與微橋諧振器芯片鍵合技術
        4.3.1 MEMS工藝中常用的鍵合技術
        4.3.2 非晶硅薄膜的制備工藝研究
        4.3.3 鍵合工藝流程
    4.4 本章小結
5 諧振式薄膜熱電變換器性能測試
    5.1 微橋諧振器的諧振特性測試
    5.2 薄膜熱電變換器熱電轉換誤差測量
    5.3 本章小結
6 總結和展望
    6.1 總結
    6.2 展望
參考文獻
作者簡歷


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于負溫度系數(shù)的多晶硅電阻電熱激勵/壓阻檢測微橋諧振器的新型紅外探測器（英文）[J]. 韓建強,李森林,李琰,王小飛,馮日盛.  紅外與毫米波學報. 2015(02)
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博士論文
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碩士論文
[1]薄膜熱電變換器熱電轉換誤差測試系統(tǒng)研制[D]. 張鵬.中國計量大學 2016
[2]微型氣體流量傳感器關鍵工藝研究[D]. 厲森.中國計量大學 2016
[3]PECVD氮化硅薄膜制備工藝及性能測試研究[D]. 熊成.電子科技大學 2015
[4]多晶硅電阻電熱激勵/壓阻檢測微諧振式加速度計研究[D]. 李森林.中國計量學院 2014
[5]富硅氮化硅薄膜體系電致發(fā)光器件研究[D]. 蔡文浩.浙江大學 2010
[6]硅快速深刻蝕技術的研究[D]. 馬睿.西安工業(yè)大學 2009
[7]新型硅基紅外探測器的研制[D]. 董欣.北京工業(yè)大學 2000



本文編號：3651631