【摘 要】
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流量传感器作为测量流量的关键器件，在工业生产、航空航天、汽车电子和医疗健康等领域都发挥着至关重要的作用。流量传感器根据测量原理的不同可以分为多种类型，其中热式流量传感器因为结构简单、测量灵敏度高、功耗低、可以测量流体的质量流量等优势，受到了科研人员的广泛关注。随着MEMS工艺的不断成熟，以MEMS工艺为基础的热式流量传感器因为尺寸小、功耗低、精度高等优势逐渐应用到各行各业。本文设计并制作了一款基于
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流量传感器作为测量流量的关键器件，在工业生产、航空航天、汽车电子和医疗健康等领域都发挥着至关重要的作用。流量传感器根据测量原理的不同可以分为多种类型，其中热式流量传感器因为结构简单、测量灵敏度高、功耗低、可以测量流体的质量流量等优势，受到了科研人员的广泛关注。随着MEMS工艺的不断成熟，以MEMS工艺为基础的热式流量传感器因为尺寸小、功耗低、精度高等优势逐渐应用到各行各业。本文设计并制作了一款基于MEMS工艺的低功耗、高灵敏度的热式质量流量传感器，并对传感器的特性进行了测试和分析。
本文以基于热电堆结构的热式质量流量传感器为研究对象，对一种基于MEMS工艺的热式质量流量传感器在仿真、设计、工艺开发、封装等过程中遇到的问题进行了详细的研究和分析。首先，分析并总结了热式质量流量传感器工作时涉及到的热学和流体力学方面的理论知识，以及热电堆的结构和材料选择;然后，利用COMSOL多物理场仿真软件，对基于热电堆结构的热式质量流量传感器进行了电场、热场和流体场的多物理场有限元仿真，了解各个参数对传感器性能的影响;最后，依据仿真结果，采用MEMS工艺加工制作了传感器芯片，并搭建实验平台对传感器的性能进行了测试。测试结果显示所设计的MEMS热式质量流量传感器具有功耗低(13.56mW)、归一化灵敏度高(4.905mV/sccm/mW)、尺寸小(1mm×3mm)等优势，可以应用于航空航天、汽车电子、医疗健康等对流量传感器要求较高的领域。
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光电探测器在各个领域拥有广泛用途，比如测量探测、光度计量、红外热成像和遥感等方面。目前，随着光电探测器等电子器件的尺寸不断缩小，遵循摩尔定律变得越来越困难，越来越需要新型材料的替代和转型。在这种器件小型化趋势下，一些新型半导体材料，如二维材料、钙钛矿等，作为非常有潜力的半导体材料而受到广泛关注，由于其出色的电子、光电子性能和合适的物理特性，已经获得了许多创造性的进展，尤其在晶体管和光探测方面取得了
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