微型化FAIMS气体传感器的制备与测试

• 作者: 张成印 雷程 梁庭 刘瑞芳 冯伟 单存良 薛胜方
• 来源期刊: 微纳电子技术
• 关键词: 气体传感器 微电子机械系统(MEMS) 高场非对称波形离子迁移谱(FAIMS) 阳极键合 气体检测
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: MEMS与传感器|MEMS and Sensors
• 页码范围: 219-224
• 页数: 6页
• 分类号: TP212
• 语种: 中文
• DOI: 10.13250/j.cnki.wndz.2021.03.006

摘要

依据高场非对称波形离子迁移谱(FAIMS)原理,设计了一种迁移区和收集区一体化式的微型化FAIMS气体传感器.电离区采用能量为10.6 eV的紫外灯对异丁烯气体进行电离,迁移区和收集区采用微电子机械系统(MEMS)工艺进行制备,将图形化后的硅片和硼硅玻璃通过阳极键合工艺制备成一体化的传感器,传感器尺寸为3 mm×4 mm×1 mm.实验中,搭建了相应的测试系统,在收集区外接放大电路对异丁烯的电离进行了检测.将传感器在不同体积分数异丁烯环境中进行测试.测试结果表明,传感器测试精度可达1×10-7/my,在体积分数2×10-4的异丁烯环境中其响应时间为6 s,恢复时间为7 s,具有较快的响应时间和恢复时间,且具有良好的稳定性和重复性.