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基于SiC的半导体氧气传感器研究
| 论文题名： | 基于SiC的半导体氧气传感器研究 |
| 关键词： | 半导体氧气传感器;碳化硅气体传感器;性能测试;制作工艺;汽车发动机;尾气检测 |
| 摘要： | 随着国家和社会对环境保护的要求越来越高，控制汽车尾气污染日益被重视。为了控制汽车尾气中排出有害成分，必须控制汽车发动机空燃比，检测汽车尾气中的氧浓度是控制空燃比的重要一环。传统的ZrO2氧气传感需要参比气体、成本高、体积大，不符合气体传感器集成化、微型化，多功能化的发展趋势，市场呼唤新型氧传感器。 SiC作为宽禁带的材料，拥有良好的性能，能够承受高温、辐射和腐蚀等恶劣情况，备受关注。SiC气体传感器已有将近20年的发展，研究表明SiC气体传感器器件能在500℃的高温下工作，且响应时间短，已基本可以满足汽车尾气的应用。 在这种背影下，本文在国家工信部电子信息产业发展基金项目，“汽车动力系统传感器关键技术研究及产业化”(工信部财[2008]355号)的资助下，对气体传感器的气敏原理、同步码分多址系统、制作工艺、性能检测技术进行了研究。 本文分析了金属氧化物的敏感机理，包括氧气在金属氧化物材料的吸附过程和金属氧化物的点缺陷理论。重点分析了本次实验采用的敏感材料TiO2的氧敏性能。最终确定了采取不掺杂、Fe掺杂和W掺杂等三种TiO2敏感薄膜的传感器方案。 设计并比较了电阻式和非电阻式SiC基氧气传感器，最后根据实验的实际情况，选择了SiC基电阻式薄膜氧气传感器结构，其敏感层材料为TiO2。 研究了半导体气敏传感器制作工艺，通过工艺实验，确定各个环节的工艺参数，成功制作出了氧敏传感器样品。 搭建测试系统，对气敏传感器样品进行了氧敏性测试，测试结果表明，基于SiC半导体氧气传感器具有良好性能。 |
| 作者： | 王晓磊 |
| 专业： | 电路与系统 |
| 导师： | 王巍 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆邮电大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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