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集成式MEMS-FAIMS芯片设计与工艺技术研究

时间:2020-06-29 来源:原创 作者:admin 点击:加载中..
  

  【摘要】:基于环境监测、机场安检、战场分析等条件下对便携式物质分析仪器的迫切需求,该芯片正如上述的实际情况所需要的那样,具有微型化、高分辨率、便携式、实时监测、灵敏度高、功耗小等优点,受到各国研究机构的青睐。本文介绍了FAIMS传感器工作原理,设计了FAIMS传感器芯片,离子与载气分子的相互作用模型,对采用MEMS工艺加工FAIMS芯片敏感头进行了工艺设计与制作。首先从离子迁移率的理论的介绍引出低场离子迁移率和高场迁移率的介绍。利用离子与载气分子的相互作用模型的建立,进而提出了FAIMS迁移管的工作原理,分析基于MEMS技术的FAIMS芯片的优势。然后通过对基于MEMS的集成式FAIMS芯片的系统的了解,对FAIMS平板迁移区设计的分析,设计出FAIMS迁移管的尺寸,提出了基于MEMS的集成式FAIMS芯片设计方案。通过对离子迁移率的理论推导以及离子与载气分子的相互作用模型的建立,进而提出了FAIMS迁移管的工作原理,分析了基于MEMS技术的FAIMS芯片的优势;结合基于MEMS的集成式FAIMS芯片设计方案,设计出工艺流程和光刻掩膜版图,并对所涉及的关键工艺进行了研究,已达到该芯片的设计要求,最后完成了芯片的加工与制造;利用设计出的掩模版图完成了芯片的加工与制造,并对所制造出的芯片进行了尺寸测试,与设计几乎无异。

(责任编辑:admin)

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