[材料科学]第二章 传感器的功能材料及加工工艺.ppt

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 2.1.1材料的基本物理知识 2.1.1.3 固体的能带 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 2.1.1.4导体和非导体的能带 2.1.1.4导体和非导体的能带 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 2.1.2.1导体（金属和离子导体）敏感材料 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： 2.1.2.3电介质 2.1.2.2半导体敏感材料 2.1.3陶瓷敏感材料 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 陶瓷热敏器件 陶瓷光敏电阻 陶瓷压电元件 陶瓷热释电材料 2.1.3.1物理敏感陶瓷材料 2.1.3陶瓷敏感材料 2.1.3.2化学敏感陶瓷材料 湿敏陶瓷 气敏陶瓷? 2.1.3.3其他陶瓷材料 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 2.1.4.1有机敏感材料的种类和特性 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 2.1.5 磁性材料 真空中的磁通量与外加磁场强度成正比： 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。 2.2 传感器的加工工艺 2.2.1结构型传感器的加工工艺 2.2.1结构型传感器的加工工艺 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 2.2.2微机械加工工艺 2.2.2.1微传感器与微机电系统 2.2.2.1微传感器与微机电系统 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微机械加工工艺 2．氧化硅与氮化硅 3．金属材料 4．光刻胶 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 超精密机械加工 微钻孔加工 微铣削加工 微细磨削（超精密磨削） 微细电火花加工 2.2.2.3传统超精密与特种加工技术 2.2.2微机械加工工艺 高能束微机械加工技术 激光束加工 电子束加工电子束加工 2.2.2微机械加工工艺 离子束加工 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 薄膜成形 氧化 2.2.2.4微机电系统常用的集成电路工艺 金属化 2.2.2.4微机电系统常用的集成电路工艺 化学气相淀积 2.2.2.4微机电系统常用的集成电路工艺 外延 旋涂法 厚膜工艺 2.2.2.4微机电系统常用的集成电路工艺 掺杂技术 扩散杂质 离子注入 2.2.2.4微机电系统常用的集成电路工艺 光刻技术 2.2.2.4微机电系统常用的集成电路工艺 掩模制作（掩模原图绘制、掩模母板制作、工作 掩模制作） 光刻胶的涂布 前烘 曝光 显影 坚膜 蚀刻（湿法蚀刻、干法蚀刻 ） 去胶（湿法去胶 、干法去胶 ） 图 2?12 MEMS的应用 图 2?13单晶硅的硅胞及常用晶片 图 2?14 光刻胶用于平面光刻 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 图 2?17 激光束加工示意 图 2?18 热型电子束加工示意 图 2?19 非热型电子束加工示意 图 2?20 湿氧氧化法示意 图 2?21 真空蒸镀法示意 图 2?22 溅射法示意 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 图 2?25厚膜压力传感器工艺流程示意图 图 2?26 离子注入机示意图 图 2?27 光刻工艺流程 LOGO 第2章 传感器的功能材料及加工工艺 2.1 2.2 第2章 传感器的功能材料及加工工艺 传感器使用的材料 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 表 2?2键性与物性的关系 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 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 图 2?4金属，绝缘体和半导体能带图 图 2?5晶胞用空间点阵描述 （2?1） （2?2） 电场使电子加速： 平均速度或漂移速度为： 电流密度