CMOS兼容电容型湿度传感器的理论模型

对一种与CMOS工艺兼容的电容型湿度传感器进行了理论推导,物理建模和模拟仿真.该湿度传感器是采用梳状铝电极结构,聚酰亚胺作为感湿介质.通过分析感湿介质的介电常数吸附水分后的变化,考虑其电场分布,对电容型湿度传感器的理论模型进行了研究和模拟.利用Matlab软件对理论模型进行仿真,结果表明所建模型比通常采用的Laconte模型更符合实验结果.     

CMOS工艺聚酰亚胺电容型湿度传感器的研究

以正胶光刻和干湿刻蚀方法,结合CMOS工艺制备了聚酰亚胺电容型湿度传感器.研究了硅基、钼-铝栅条状电极湿度传感器的结构及亚胺化温度对其性能的影响.结果表明:相对湿度(RH)为20%～80%发生准静态变化时,该传感器的湿度-电容曲线具有较好的线性度;外界相对湿度在12%和92%间发生阶跃变化时,响应时间约为40 s.     

CMOS工艺兼容的单片集成湿度传感器

设计并制备了一个CMOS工艺兼容的集成湿度传感器,将湿度传感器与CMOS测量电路集成在同一芯片上.片上集成的湿度传感器为叉指电容式,感湿介质为聚酰亚胺,本文给出了相应的感湿模型.针对湿度传感器在全量程电容变化量较小的特点,本文采用开关电容电路作为片上微电容测量电路,讨论了电路的原理并给出了模拟结果.芯片采用3μm多晶硅栅标准CMOS工艺进行流水.测量结果表明,片上集成湿度传感器在5～35℃有较好的直流输出特性,并且长时间稳定性良好.     

一种格栅状上电极的CMOS工艺聚酰亚胺电容型湿度传感器

报道了采用标准CMOS工艺制作的格栅型上电极的电容型湿度传感器,采用高分子材料聚酰亚胺作为感湿介质,铝作为金属电极.对该湿度传感器的器件结构、制作工艺和传感器特性,如灵敏度、湿滞以及响应时间等进行了讨论.测试结果表明,在12%～92%的湿度范围内,电容一相对湿度曲线具有良好的线性度,灵敏度为0.9 pF/RH,响应时间...     

CMOS 兼容湿度传感器的研究进展

本文主要介绍几种与CMOS工艺兼容的湿度传感器的结构,工艺,特点以及处理电路,并对湿度传感器的发展趋势作了探讨。     

高分子电容型湿度传感器研制

随着工业的快速发展,对温度检测和控制日益严格,温度传感器已无法跟上人们的需求,通过优化湿度传感器的表面结构和对感湿材料微孔设计提高了感湿特性,增强感湿材料的感湿特性,并对湿度传感器测量电路进行改进,提高微小电容测量,设计湿度测试系统。通过实验验证了改进后的湿度传感器测量效果更优越。     

CMOS工艺兼容的温湿度传感器

设计并制备了一个CMOS工艺兼容的温湿度传感器,讨论了感湿理论模型并用COVENTOR软件进行了模拟,给出了具体的结构参数及工艺制作步骤,最后对温湿度传感器进行了测量,对理论值和实际测量值做了比较并给出了分析结果．结果表明,传感器在25℃时的灵敏度为0.015pF/%RH,从15％RH～95％RH,电容实际变化量为1.23pF．     

CMOS工艺兼容的温湿度传感器

设计并制备了一个CMOS工艺兼容的温湿度传感器,讨论了感湿理论模型并用COVENTOR软件进行了模拟,给出了具体的结构参数及工艺制作步骤,最后对温湿度传感器进行了测量,对理论值和实际测量值做了比较并给出了分析结果.结果表明,传感器在25℃时的灵敏度为0.015pF/%RH,从15%RH～95%RH,电容实际变化量为1.23pF.     

CMOS工艺兼容的单片集成湿度传感器

设计并制备了一个CMOS工艺兼容的集成湿度传感器,将湿度传感器与CMOS测量电路集成在同一芯片上.片上集成的湿度传感器为叉指电容式,感湿介质为聚酰亚胺,本文给出了相应的感湿模型.针对湿度传感器在全量程电容变化量较小的特点,本文采用开关电容电路作为片上微电容测量电路,讨论了电路的原理并给出了模拟结果.芯片采用3μm多晶硅栅标准CMOS工艺进行流水.测量结果表明,片上集成湿度传感器在5～35℃有较好的直流输出特性,并且长时间稳定性良好.     

一种新型CMOS兼容湿度传感器

给出了与CMOS工艺兼容的一种新型梳齿状湿度传感器的结构、工艺流程及其测试结果.利用Coventor软件对这种新型结构进行了理论分析,对制备出的湿度传感器的性能如灵敏度、滞回特性、重复性、响应时间等进行了测试并讨论.结果表明文中提出的CMOS湿度传感器工艺简单、响应时间快、成本低、灵敏度高,有望在实际中得到应用.     

一种新型CMOS兼容湿度传感器

给出了与CMOS工艺兼容的一种新型梳齿状湿度传感器的结构、工艺流程及其测试结果.利用Coventor软件对这种新型结构进行了理论分析,对制备出的湿度传感器的性能如灵敏度、滞回特性、重复性、响应时间等进行了测试并讨论.结果表明文中提出的CMOS湿度传感器工艺简单、响应时间快、成本低、灵敏度高,有望在实际中得到应用.     

基于CMOS工艺的硅基PI湿度传感器的研制

在国内外湿度传感器研究的基础上,基于Si CMOS工艺研制出了以聚酰亚胺(PI)为感湿介质的电容型相对湿度传感器.并对其结构进行了理论分析,仔细确定了湿度传感器的工艺步骤和版图设计.对其测量范围、湿滞和响应时间等特性参数进行了详细的测试.通过实验结果与模拟结果的对比分析,给出了该实验中存在的问题和改进意见,以便在今后的研究中加强这方面的工作.     

电容型湿度传感器模型计算与分析

以菲克第二扩散定律为基础,建立湿度传感器器件三明治结构模型,对聚酰亚胺电容型湿度传感器进行全面数值模拟,分析其电场分布、升降湿的动态过程及响应时间,并与实验结果进行对比分析.引入了自由体积理论对湿度传感器升、降湿过程的影响,使模拟过程更加符合实际情况,结果显示模拟结果和实验数据吻合良好,并根据对模拟结果分析,发现电极宽度是制约传感器性能的关键参数.该模型能够较准确预测制备的电容型湿度传感器性能,以此来指导高性能湿度传感器研究.     

纸基PVA无芯片RFID湿度传感器

传统湿度传感器制造工艺复杂、需有线连接信号,对此,文中提出一种纸基无芯片射频识别(Radio Frequency Identification, RFID)湿度传感器。为提升传感器谐振特性,选择非对称开口环内部分布式加载金属碎片作为传感器结构,聚乙烯醇(PVA)作为湿敏材料,使用遗传算法和HFSS射频仿真软件来设计并优化传感器结构。以喷墨打印技术制作传感器样品,采用滴涂法在传感器表面分别制备了5%、10%、15%三种质量浓度比的PVA薄膜。湿敏特性仿真及测试结果一致表明：PVA与纸基底协同作用可显著提高传感器灵敏度。随PVA浓度增加灵敏度增加,15%PVA传感器灵敏度最高,高湿灵敏度达到12.22 MHz/%RH,但随PVA浓度增加恢复特性变差,5%PVA湿度传感器具有良好的恢复特性,恢复度达83.87%。通过长期多次实验验证了PVA纸基湿度传感器具有良好的温度稳定性与中长期稳定性。与同类研究成果对比,文中设计在感湿范围及灵敏度方面有优势且制造工艺更简单,为低成本湿度传感器的大规模使用提供了可能。