Інтегральний сенсор вологості

Реферат: UA 74112 U UA 74112 U 5 10 15 20 25 30 35 Корисна модель належить до засобів вимірювальної техніки і може бути використана у пристроях визначення концентрації вологи газового середовища. Відомий сорбційно-ємнісний сенсор вологості [1]; як чутливий матеріал використаний поліімід - органічний, тобто нестабільний у часі компонент. Відомий чутливий елемент датчика вологості [2], що містить кремнієву пластину, на поверхні якої послідовно нанесені прошарки оксиду та нітриду кремнію, шар полікристалічного кремнію у вигляді двох ортогональних прямокутних смуг з легованими електродами на кінцях та нанесеним матеріалом, що адсорбує вологу і що виконаний з суміші оксидів кремнію і алюмінію, та легований оксидами міді в межах 3-6 %. Він вибраний за прототип. Такий перетворювач резистивного типу, тому є енергоємним та чутливим до температури - що є недоліком. Задача корисної моделі - створення методами мікроелектроніки стабільного у часі інтегрального сенсора вологості з низьким енергоспоживанням та чутливого до малих концентрацій вологи. Поставлена задача вирішується тим, що конструктив сенсора змінено з резистивного на ємнісний - ортогональні прямокутні смуги з легованими електродами на кінцях замінені на єдиний прямокутний перфорований електрод - для забезпечення низького енергоспоживання та температурної стабільності, а матеріалом, що адсорбує вологу, вибраний оксид алюмінію, модифікований іонами літію, що підвищує чутливість в області низьких концентрацій вологості. Конструкція запропонованого сенсора вологості представлена схемою - креслення. Порядок створення інтегрального сенсора вологості - послідовне формування на кремнієвій пластині 1, яка містить леговану область 2 - нижній електрод ємнісного сорбційного сенсора, прошарків оксиду 3, нітриду 4 та полікристалічного кремнію 5, формування методом фотолітографії верхнього перфорованого електрода, дифузійне легування електродів фосфором та створення методом магнетронного реактивного розпилення алюмінію в газовій суміші аргону та кисню матеріалу, що адсорбує вологу 6 з наступною остаточною модифікацією його іонами літію. Таким чином, створена інтегральна кремнієва структура сорбційно-ємнісного типу - сенсор вологості (при різних значеннях вологості вимірювального середовища завдяки адсорбції вологи на поверхні сенсора маємо відповідну зміну діелектричної проникності, а значить і ємності сенсора) з необхідними енергетичними, функціональними та часовими характеристиками. Джерела інформації: 1. А.В. Зорин, С.А. Крутоверцев, А.Е. Тарасова. Сорбционно-емкостные сенсоры влажности и их применение // Міжнародна науково-технічна конференція (СЕМСТ-1). Одеса, 2004. - С. 191. 2. Патент № 18290 (U.A), МПК G01N27/12. Бюл. № 6, 1997. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 Інтегральний сенсор вологості, що містить кремнієву пластину, на поверхні якої послідовно нанесені прошарки оксиду та нітриду кремнію, шар полікристалічного кремнію з нанесеним матеріалом, що адсорбує вологу і формується з суміші оксидів кремнію і алюмінію, та легований оксидами міді в межах 3-6 %, який відрізняється тим, що шар полікристалічного матеріалу виконано у вигляді єдиного перфорованого прямокутника, що є верхнім електродом, а кремнієва пластина відповідно нижнім, таким чином створеної, ємнісної структури, а матеріалом, що адсорбує вологу, є модифікований іонами літію (0,1-0,3 %) оксид алюмінію; товщина нанесеного матеріалу - біля 70 нм з характерним розміром зерна 10-20 нм. 1 UA 74112 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2