专利名称：具有温湿度补偿功能的微偏二甲肼气体传感器的制造方法
技术领域：
本发明属于传感器领域，特别涉及到一种具有温湿度补偿功能的微偏二甲肼气体传感器的制造方法。
微偏二甲肼气体传感器，是火箭运载系统中安全控制的重要部件，它担负着运载火箭发射过程中所用推进剂气体的泄漏检测的重责，通过该传感器的输出，可直接测得运载系统发射过程推进剂是否出现泄漏，从而为系统提供启动安全机构的指令信息。同时该传感器还应用于火箭发动机用燃料的生产、储存、运输和火箭发射过程中燃料的泄漏检测，它是保障整个运载系统安全的重要手段。在载人航天工程中，有着十分重大的意义。由于这种特定的使用，就对传感器性能提出更高的要求，为达到这种高要求，以往曾经试图利用电化学原理制造偏二甲肼气体传感器，电化学传感器的普遍特点是测试精度高、线性好，但是环境温湿度对电化学式传感器影响较大，这是所不希望有的结果。该电化学式传感器工作环境温度要求在5-45℃间，而且传感器安装时要求平稳，不得倾斜，工作中也不能受到震动，这样苛刻的要求对于在冬天野外工作环境、空中飞行工作环境及运输工作环境，都将带来无法使用的困难。因为由于环境温、湿度的变化，对传感器的测量精度影响大，其测试结果很难反映实际情况，给偏二甲肼气体的检测和控制都造成了困难。为此，本研制小组应使用之需，从事了本项目的开发研究，在采用微电子机械加工技术和纳米技术的基础上制作出微小体积、高可靠、低成本等独特性能的传感器，并通过温湿度补偿技术，去实现在环境发生变化时仍能满足运载火箭所要求的微偏二甲肼气体传感器。
所进行的温度补偿，就是利用掩模技术在电极b与c之间电阻上溅射致密玻璃薄膜，则其对偏二甲肼无气敏特性，气敏电阻和玻璃薄膜包封的气敏电阻在相同环境中，两个电阻对同一温度有相同的阻值变化，气体传感器工作时，在电极a、c间加一激励电压Vin，气敏电阻和玻璃膜包封的气敏电阻有相同的阻值变化，则电极c输出信息Vout就不随温度变化而变化，从而消除了温度变化对气体传感器的影响。
所进行的湿度补偿，就是利用掩模技术在电极c与d之间溅射分子筛薄膜，补偿原理同上，气敏电阻和分子筛膜包封的气敏电阻对温度有相同的阻值变化，则电极bc输出信息就不随湿度变化而变化，从而消除了环境湿度变化对气敏元件的影响。
本发明的有益效果是由于具有温、湿度补偿功能，使所制的微偏二甲肼气体传感器能在恶劣环境条件或在运输条件下都能具有良好性能，满足运载火箭要求。
图1为微传感器结构基体图2为在基体上沉积绝缘介质隔离层(I)图3在隔离层(I)上制成金属薄膜加热器图4为再继续沉积绝缘介质隔离层(II)图5为再利用溅射工艺制作薄膜金属电极图6为沉积敏感薄膜图7为溅射致米密玻璃薄膜及分子筛薄膜图8为总体流程方框9为温度补偿电路原理10为湿度补偿电路原理图(五)具体实施方案参照图1-2，由已知技术完成，1为基体，2为绝缘介质隔离层(I)，参照图3-4，本实施例中，金属薄膜加热器3可用镍、铬、钽等金属；4为介质隔离层(II)，为氮化硅、五氧化二氮，参照图5，本实施例中采用金为薄膜金属电极5，图6为沉积对偏二甲肼气体敏感的薄膜6，图7为进行温湿度补偿的示意图，图8为总体流程方框图。图9，10分别表示温湿度补偿电路原理图。
权利要求
1.一种具有温湿度补偿功能的微偏二甲肼气体传感器的制造方法，主要包括利用微电子机械加工技术加工微传感器结构基体及在基本上沉积绝缘介质隔离层(I)，其特征在于，继续按照以下步骤进行传感器制造工艺(1)在绝缘介质隔离层上利用薄膜溅射工艺操作；A溅射金属薄膜电极，B激光刻蚀图型，制成金属薄膜加热器；(2)在金属薄膜加热器上沉积绝缘介质隔离层(II)；(3)在绝缘介质隔离层(II)上再利用溅射工艺制作薄膜金属电极；(4)A在各电极之间沉积对偏二甲肼气体敏感的薄膜；B利用激光调节电阻技术调整电极电阻；(5)A利用掩模技术在电极b与c之间的电阻上溅射致密玻璃薄膜，B利用掩模技术在电极c与d之间溅射分子筛薄膜。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所说的利用激光调节电阻，是指调整电极ab间、bc间和cd间电阻完全相同。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，溅射玻璃薄膜和分子筛薄膜，均在300℃条件下进行，并控制分子筛孔径小于偏二甲肼气体分子直径，大于水分子直径。
全文摘要
具有温湿度补偿功能的微偏二甲肼气体传感器的制造方法属于传感器领域，主要包括利用微电子机械加工技术加工微传感器结构基体及在基本上沉积绝缘介质隔离层(I)，在绝缘介质隔离层上利用薄膜溅射工艺操作；溅射金属薄膜电极，激光刻蚀图型，制成金属薄膜加热器；再在金属薄膜加热器上沉积绝缘介质隔离层(II)；利用溅射工艺制作薄膜金属电极；在各电极之间沉积对偏二甲肼气体敏感的薄膜；利用激光调节电阻技术调整电阻，溅射致密玻璃薄膜，溅射分子筛薄膜，由于具有温、湿度补偿功能，使所制的微偏二甲肼气体传感器能在恶劣环境条件或在运输条件下都能具有良好性能，满足运载火箭要求。
文档编号G01N27/30GK1403805SQ0114204
公开日2003年3月19日 申请日期2001年9月7日 优先权日2001年9月7日
发明者张洪泉, 范茂军, 唐祯安 申请人:信息产业部电子第四十九研究所, 大连理工大学