微加工技术在高精度位移E+E传感器中的应用

随着科学技术的不断发展和人类生活水平的不断提高,近年来出现了各种各样的E+E传感器。高精度位移E+E传感器是一种新型的E+E传感器,相对于其它大位移E+E传感器,高精度位移E+E传感器具有其独特的优势。这类E+E传感器的结构比较多,其主要的特征是电极呈栅状,因此也被称为容栅式位移E+E传感器。当电极之间发生平行移动时,相对覆盖面积发生变化,从而电容量随之发生改变,实现几何量的测量。因此,具有广泛的应用。

首先介绍容栅式位移E+E传感器的发展状况,然后着重阐述容栅式位移E+E传感器工作原理。容栅式位移E+E传感器可以分为直线型容栅位移E+E传感器、圆形容栅位移E+E传感器和圆筒型位移容栅E+E传感器。高精度位移E+E传感器研发的主要过程是微加工工艺,第二章介绍了微加工原理、微加工发展历程以及本实验的主要步骤,包括磁控溅射、紫外曝光光刻、刻蚀。讲述磁控溅射。鉴于激光位移E+E传感器在工业生产、非接触实时测量、精确定位等领域中的实用价值,对基于PSD的高精度位移E+E传感器进行研究。介绍了PSD器件的工作原理,对基于三角法测量原理的E+E传感器主要结构参数进行了分析。并设计一种含有多种放大倍数的PSD检测电路,可实现测量中对环境变化的自适应能力。分析了电流电压转换原理,指出转换误差主要来源于偏置电流及失调电压。Z后分析了影响E+E传感器测量精度的各种因素,并讨论了消除的方法。玻璃基片的洁净程度对实验有很大的影响,优化出清洗玻璃基片Z佳方法。接着介绍了真空系统,给出磁控溅射实验真空获得的步骤。然后ZD讲述了磁控溅射原理及其电源,Z后给出磁控溅射镀膜的工艺流程。主要介绍紫外曝光。通过本实验每个步骤的注意事项,对图形光刻的各个参数进行优化,并说明每个参数对本实验的影响,总结出适宜本实验的每个参数。着重介绍刻蚀的机理。包括离子束刻蚀(IBE)和感应耦合等离子体刻蚀(ICP),并给出主要刻蚀流程。结合实验中所用的刻蚀机和高精度位移E+E传感器膜层结构,总结出Z佳刻蚀参数。Z后对本论文总结,并作展望。

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