基于叉指電極的MEMS環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、MEMS傳感器以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、可靠性高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，成為環(huán)境監(jiān)測(cè)中檢測(cè)氣體、水體環(huán)境中生物化學(xué)物質(zhì)的一種較為常用的生物化學(xué)傳感器，逐漸成為環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
　　本文以一種基于叉指電極結(jié)構(gòu)的MEMS生物化學(xué)傳感器為研究對(duì)象，對(duì)其工作原理介紹、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、制作工藝、測(cè)試應(yīng)用方面進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，具體內(nèi)容如下：
　　1．介紹了叉指電極傳感器的工作原理。針對(duì)其環(huán)境監(jiān)測(cè)中低濃度生物化學(xué)物質(zhì)難以檢測(cè)的問題，提供了一種基于

2、叉指電極結(jié)構(gòu)的MEMS生物化學(xué)傳感器。著重研究叉指電極結(jié)構(gòu)的電阻模型和設(shè)計(jì)參數(shù)，通過優(yōu)化仿真分析得到設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)叉指電極傳感器的影響規(guī)律，從而對(duì)叉指電極傳感器的性能進(jìn)行優(yōu)化。
　　2．通過綜合分析微機(jī)電的各種微加工方法，選擇濕法腐蝕工藝作為叉指電極微結(jié)構(gòu)的制造方法并設(shè)計(jì)了整個(gè)工藝方案。重點(diǎn)研究了鍍制鉻/金電極金屬層、濕法腐蝕叉指電極微結(jié)構(gòu)等工藝，對(duì)比分析了工藝參數(shù)對(duì)加工質(zhì)量的影響規(guī)律，通過優(yōu)化確定了各工藝環(huán)節(jié)的參數(shù)，最后經(jīng)過工藝實(shí)驗(yàn)

3、完成了叉指電極微結(jié)構(gòu)的制作。
　　3．完成了叉指電極氣體傳感器的設(shè)計(jì)與制作。對(duì)電極結(jié)構(gòu)的選擇、工藝流程的編制、氣敏材料的制備、傳感器版圖的繪制進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，完成了叉指電極氣體傳感器的制作，并進(jìn)行了初步的測(cè)試，驗(yàn)證了叉指電極氣體傳感器的實(shí)用性。
　　4．完成了叉指電極大腸桿菌傳感器的設(shè)計(jì)與制作。提出了一種基于叉指電極的大腸桿菌生物傳感器，采用生物修飾技術(shù)在傳感器表面修飾大腸桿菌，通過化學(xué)還原反應(yīng)在叉指電極的微間隙間沉積銀單