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日本开发出新型氢气传感器,可集成于半导体芯片

2006年08月29日 08:30:00 中国传动网

据报道,日本产业技术综合研究所开发出了可集成于半导体芯片的微型热电式氢气传感器。检测范围(空气中氢气的浓度)达到了0.5ppm~5%之间。用于氢气站等设施的泄露检测。今后将向有关机构提供传感器样品,力争将其应用于氢气设施中。 新开发的热电式氢气传感器由热电转换膜及其表面上部分形成的铂触媒膜组成,氢与触媒的发热反应引起的局部温差,利用热电转换膜转换为电压信号。因而,只要使用高性能的热电材料就可得到足以完成检测任务的信号。 新开发的传感器采用的是催化反应和热电转换功能相结合的工作原理,将元件本身产生的电压转换成信号,不仅提高了可检测浓度范围,还不易受到外界温度的影响。采用这种工作原理的氢气传感器在NEDO(新能源产业技术综合开发机构)开展的产业技术研究扶持项目——“采用热电氧化物的新型氢气传感器的开发”中已经开发成功,但要想开发出低成本、高灵敏度的传感器,还需要为传感器元件开发小型化与集成技术,以及微加热器技术。 此次开发主要解决了在半导体晶圆上形成热电薄膜、触媒膜、电极、配线及加热器的传感器元件制造技术。同时,还提高了传感器的耐用性,降低了生产成本。作为热电转换元件的关键技术,确立了利用溅射蒸镀法形成SiGe膜之后进行热处理的薄膜成形技术。因为SiGe热电转换材料的热电特性高,非常适宜采用半导体工艺。为了使触媒不受大气中水蒸汽的影响而稳定地发挥作用,温度要维持在100℃。作为维持触媒温度的加热器集成技术,采用MEMS技术研制出隔热性很高的微加热器。将热电图、微加热器、触媒3个组成要素集成到了尺寸约为1×2mm2的薄膜上,制成了尺寸为4×4mm2的传感器芯片。

供稿:转工业控制网

本文链接:http://www.chuandong.com/news/news.aspx?id=2699

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