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热传导真空传感器广泛用于各种真空设备中,采用微机械加工技术微型化后可用于微电子封装泄漏检测、集成真空计、便携式气压测试仪等领域,因此微型热传导真空传感器成为MEMS领域的重要研究方向。本文主要从设计理论、制造工艺、性能测试以及与电路单芯片集成等方面对基于微热板的热传导真空传感器进行了系统的研究。设计了两种加热电阻分别为多晶硅或铂金的微热板真空传感器,用经典传热理论与稀薄气体动力学,建立了微热板真空传感器的传热模型,利用该模型分析了微热板的传热特性以及微热板工作电流、工作温度、结构尺寸对传感器响应特性的影响,并用有限元法模拟了微热板的温度分布与热变形。结果表明,微热板支撑桥上的温度分布以及微热板中间区域通过支撑桥导热、气体导热散失的热量随气压变化而变化;设计的两种微热板真空传感器中间区域温度分布较均匀,热变形较小。对两种微热板真空传感器的表面微机械加工技术进行了研究。根据实际工艺条件制定了合理的工艺流程,讨论并解决了其中牺牲层腐蚀、腐蚀窗口刻蚀、牺牲层台阶平坦化、结构层介质薄膜残余应力控制等若干关键工艺。多晶硅或铂金加热电阻的微热板真空传感器分别采用0.5μm厚的多晶硅或铝作为牺牲层,牺牲层腐蚀分别采用不腐蚀Al压焊盘的TMAH腐蚀液或不腐蚀Pt/Ti的铝腐蚀液;退火温度、时间对微热板中的残余应力影响很大,两种传感器采用不同的退火工艺,较好的解决了微热板的残余变形问题,保证了较高的加工成品率。开展了微热板真空传感器测试技术的研究。建立了由真空系统、测试电路、计算机采集控制部分组成的传感器自动测试系统,测试了传感器在恒电流、恒电压、恒温三种工作模式下的响应特性。结果表明,恒电流与恒电压工作模式下,在1~5×10~4pa气压范围内传感器较灵敏,但气压更高时由于工作温度太低,传感器灵敏度很低,在1~10~5Pa气压范围内传感器输出电压摆幅仅为几百毫伏;恒温工作模式下传感器输出电压随气压增加而增加,输出摆幅达到几伏,在1~10~5Pa范围内都有较高灵敏度。进行了微热板真空传感器与电路单芯片集成技术的初步研究。制定了基于Post-IC的集成微热板真空传感器芯片的工艺流程。设计了工作在恒电压模式、集成有多晶硅加热电阻的微热板真空传感器、CMOS运算放大器的集成微传感器芯片,并以多晶圆代工的形式实现了该芯片的加工,芯片测试结果显示该芯片能够用于气压测量,为集成微热板真空传感器的深入研究奠定了基础。