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流量传感器的工艺与结构

   流量传感器是当今社会常用的测量仪器,以测量准准确、使用方便,应用范围广着称。到底是什么样的结构组成与工艺流程赋予了它如此多的优点呢?让我们一起来了解一下。
  流量传感器是由两个测量流量的热丝组成的并且具有咬合薄膜结构组成的。热丝是由双层梁支撑并悬浮在流体通道中。为了提高流量传感器的灵敏度,用高温度系数的铂制造热丝。另外,为了提高可靠性降低加工成本,用PDMS制造微通道以及密封热丝。下面介绍其工艺流程:
  1. 在硅圆片上注入硼离子形成硼离子层,这个层作为刻蚀的掩膜和支撑热丝的悬臂梁。硼离子的浓度为1019/cm3,足够使硼自刻蚀停止。
  2. 用低压化学气相沉积在硅圆片上沉积一层40nm氮化硅。
  3. 用磁控溅射技术在其上形成20nm/150nm的Cr/Pt层再用垂直刻蚀技术将其刻蚀以形成热丝。铂层以接触电极连接,接触电极是用磁控溅射技术形成30nm/350nm的Cr/Au,再用垂直刻蚀技术刻蚀实现。
  4. 覆盖一层2um的正光刻胶,为氮化硅刻蚀掩膜。光刻之后,氮化硅再经过反应离子刻蚀。之后再用深反应离子刻蚀去除硼离子扩散层。
  5. 用KOH溶液刻蚀,去除100um的硅就可得到微通道。支撑热丝的悬臂梁也得到释放。
  6. 用电子束蒸发铝在P型硅表面沉积0.2um厚的铝薄膜,作为刻蚀掩膜。沉积一层2um的光刻胶作为Al的掩膜。随后用H3PO4将铝和光刻胶移除。
  7. 用深反应离子刻蚀去除100um的硅,去除铝掩膜之后就可以获得一个微通道的模型。
  8. 将部分联合在一起,形成完整的基于PDMS的微流量传感器。
  流量传感器的制作工艺繁琐、结构复杂,因此在使用过程中我们应小心谨慎,轻拿轻放,以免对内部零件造成损坏,影响测量结果,从而造成更大的损失。
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