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东南大学学位论文独创性声明及东南大学学位论文使用授权声明
第一章引言
1.1背景
1.2本论文的主要工作
1.3论文纲要
第二章微湿度传感器的工作原理与结构分析
2.1湿度表示法
2.1.1质量百分比和体积百分比
2.1.2相对湿度和绝对湿度
2.1.3露点霜点法
2.2湿度传感器性能要求
2.2.1湿度量程
2.2.2相对湿度特性曲线
2.2.3灵敏度
2.2.4湿度温度系数
2.2.5响应时间
2.2.6滞回特性
2.3微型湿度传感器
2.3.1压阻型湿度传感器
2.3.2悬臂梁型湿度传感器
2.3.3热电偶型湿度传感器
2.3.4电容型湿度传感器
2.4硅电容型湿度传感器
2.4.1多孔硅/多孔铝
2.4.2聚酰亚胺
2.4.3空气作为感湿介质
2.5 小结
第三章CMOS兼容电容湿度传感器的设计与分析
3.1湿度传感器结构设计
3.1.1传感器结构设计
3.1.2感湿介质选择
3.2新型湿度传感器结构分析
3.2.1湿度传感器工作原理
3.2.2空气介电常数与相对湿度的关系
3.2.3聚酰亚胺的介电常数与相对湿度的关系
3.3利用有限元分析软件分析传感器结构
3.3.1Coventor分析结果
3.3.2ANSYS分析结果
3.4湿度传感器的理论模型
3.5有关表面吸附的问题
3.6小结
第四章电容湿度传感器接口电路设计
4.1电容/频率转换电路
4.2电容/电压转换电路
4.2.1开关设计
4.2.2时钟馈通
4.2.3KT/C噪声
4.2.4四相时钟设计
4.3开关电容电路仿真
4.4小结
第五章CMOS电容湿度传感器工艺与版图及后道工艺设计
5.1 CMOS兼容电容湿度传感器的工艺
5.1.1具体工艺流程
5.1.2工艺流程示意图
5.2片上湿度传感器的版图设计
5.2.1光刻多晶硅加热电路
5.2.2光刻二氧化硅
5.2.3光刻铝电极
5.2.4光刻钝化层
5.3流水结果
5.4后道工艺
5.4.1涂覆聚酰胺酸薄膜
5.4.2湿法刻蚀法
5.4.3光刻工艺
5.4.4亚胺化工艺
5.4.5亚胺化程度检验
5.4.6膜厚的测量
5.4.7返工工艺
5.5后道工艺中需要注意事项
5.6 小结
第六章CMOS兼容电容湿度传感器的性能测试
6.1湿度传感器的封装
6.1.1室外用的湿度传感器的封装形式
6.1.2手持式封装
6.1.3改进后的湿度传感器封装
6.1.4湿度传感器的引线考虑
6.2电容湿度传感器的性能测试
6.2.1湿度量程
6.2.2灵敏度测试
6.2.3滞回特性测试
6.2.4温度特性测试
6.2.5稳定性测试
6.2.6响应时间测量
6.2.7加热电路性能测试
6.3小结
第七章结束语
7.1总结
7.2存在问题及改进意见
参考文献
附录A电容频率转换电路Spice文件
附录B电容电压转换电路Spice文件
附录C电容电压转换电路简图
作者简介
攻读硕士期间发表论文
攻读硕士学位期间申请专利
致谢
