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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:王品翔
研究生(外文):Wang, Pin-Hsiang
論文名稱:以原子層沉積技術和矽穿孔技術製作室溫二氧化鈦薄膜氣體感測器
論文名稱(外文):Room temperature TiO2 thin film gas sensor prepared by ALD technology and TSV technology
指導教授:薛丁仁
指導教授(外文):Hsueh, Ting-Jen
口試委員:薛丁仁邱裕中王俊凱許正良
口試委員(外文):Hsueh, Ting-JenChiou, Yu-ZungWang, Chun-KaiHsu, Cheng-Liang
口試日期:2022-07-12
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄科技大學
系所名稱:電子工程系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2022
畢業學年度:110
語文別:中文
論文頁數:55
中文關鍵詞:氣體感測器二氧化鈦矽穿孔原子層沉積
外文關鍵詞:gas sensortio2TSVALD
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摘 要 IV
ABSTRACT V
誌謝 VI
目錄 VII
圖目錄 X
表目錄 XIII
第一章、緒論 1
1.1前言 1
1.2工業污染的影響 2
1.2.1空氣汙染 2
1.2.2疾病介紹 3
1.3常見的氣體感測器介紹 4
1.3.1觸媒燃燒式氣體感測器 4
1.3.2電化學式氣體感測器 5
1.3.3固態電解質氣體感測器 5
1.3.4紅外線式氣體感測器 6
1.3.5半導體式氣體感測器 7
1.4研究動機及目的 8
第二章、基礎理論與文獻探討 10
2.1二氧化鈦 10
2.1.1材料特性 10
2.1.2 TiO2 P型半導體參考文獻 11
2.2半導體式氣體感測器工作原理 12
2.3 氨氣氣體特性 13
2.4一氧化氮氣體特性 14
2.5氨氣氣體(NH3)感測的研究與演化 15
2.6氨氣參考文獻 15
2.7 一氧化氮氣體(NO)感測的研究與演化 16
2.8 一氧化氮參考文獻 17
2.9 原子層沉積原理 17
2.10 矽穿孔原理 18
第三章、實驗方法 20
3.1 元件結構 20
3.2 感測器製程步驟 21
3.3 製程設備與分析儀器 23
3.3.1製程設備 23
3.3.2分析儀器 25
3.4 半導體式氣體感測器之連接方式 27
3.4.1 PCB板 27
3.4.2 IC測試夾 28
3.5半導體式氣體感測器之量測系統 29
第四章、結果與討論 30
4.1 SEM分析 30
4.2 FIB分析 30
4.3二氧化鈦之XRD分析 32
4.4 二氧化鈦之Raman分析 33
4.5 二氧化鈦之PL分析 35
4.6 二氧化鈦之霍爾量測分析 37
4.7 孔洞之光學顯微鏡(OM)分析 39
4.8 氣體感測器之連接方式進行室溫量測 40
4.8.1 PCB板 40
4.8.2 IC夾 41
4.9 二氧化鈦氣體感測器在室溫下對氨氣氣體之響應 42
4.9.1 平面二氧化鈦薄膜 42
4.9.2二氧化鈦氣體感測器 42
4.9.3感測機制 43
4.9.4濕度之探討 44
4.10二氧化鈦氣體感測器在室溫下對一氧化氮氣體之響應 45
4.10.1 平面二氧化鈦薄膜 45
4.10.2二氧化鈦氣體感測器 46
4.10.3感測機制 47
4.11二氧化鈦氣體感測器在室溫下進行不同氣體量測 48
第五章、結論與未來展望 50
5.1結論 50
5.2未來展望 51
參考文獻 52

[1]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%87%BA%E7%81%A3%E7%B6%93%E6%BF%9F
[2]https://www.chp.gov.hk/tc/healthtopics/content/460/3557.html
[3]https://www.peopo.org/news/562046
[4]https://www.top1health.com/Article/85940
[5]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%82%9D%E7%A1%AC%E5%8C%96
[6]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%82%9D%E6%80%A7%E8%84%91%E7%97%85
[7]http://www.taasthma.org.tw/origin/origin_01.asp
[8]https://ent33ent.com/feno-%E5%91%BC%E6%B0%A3%E4%B8%80%E6%B0%A7%E5%8C%96%E7%A2%B3%E6%AA%A2%E6%B8%AC-%EF%BC%88%E5%90%B9%E6%B0%A3%E4%BE%86%E5%88%86%E6%9E%90%E6%B0%A3%E5%96%98%E7%9A%84%E5%9A%B4%E9%87%8D%E7%A8%8B%E5%BA%A6/
[9]https://www.cw.com.tw/article/5110005
[10]https://www.gastec.co.jp/en/product/detail/id=2205
[11]https://www.figaro.co.jp/cn/technicalinfo/principle/electrochemical-type.html
[12]K Kaneyasu et al.,2000, “A carbon dioxide gas sensor based on solid electrolyte for air quality control”, Sensors and Actuators B: Chemical, Volume 66, Issues 1–3, pp.56-58, July.
[13]https://www.figaro.co.jp/cn/technicalinfo/principle/ndir-type.html
[14]https://components101.com/articles/introduction-to-gas-sensors-types-working-and-applications
[15]https://sites.google.com/site/gastechtw/ammonia_detector
[16]http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:q7Zg6G9WETEJ:www.neovitalmedikal.com/wp-content/uploads/2017/11/noxbox.pdf+&cd=1&hl=zh-TW&ct=clnk&gl=tw
[17]http://www.peakflow.com.tw/pdf/ECO/CLD88sp.pdf
[18]https://www.statista.com/statistics/748053/worldwide-top-countries-smartphone-users/
[19]https://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E9%87%91%E7%BA%A2%E7%9F%B3
[20]https://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E9%94%90%E9%92%9B%E7%9F%BF
[21]Andrei T. Iancu, Manca Logar, Joonsuk Park et al. ,2015, “Atomic Layer Deposition of Undoped TiO2 Exhibiting p‑Type Conductivity”, Sensors and Actuators B: Chemical, Volume 298, pp.5134-5140, January.
[22]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%A8
[23]https://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E4%B8%80%E6%B0%A7%E5%8C%96%E6%B0%AE
[24]Huiling Tai, Zaihua Duan, Zaizhou He et al. ,2019, “Enhanced ammonia response of Ti3C2Tx nanosheets supported by TiO2 nanoparticles at room temperature”, ACS Applied Materials & Interfaces, Volume 7, Issues 9, pp.126874, November.
[25]Chia-Yu Lin, Jiang-Ging Chen et al. ,2011, “Using a TiO2/ZnO double-layer film for improving the sensing performance of ZnO based NO gas sensor”, Sensors and Actuators B: Chemical, Volume 157, Issues 2, pp.361-367, October.
[26]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8E%9F%E5%AD%90%E5%B1%82%E6%B2%89%E7%A7%AF
[27]https://www.sohu.com/a/421763900_256868
[28]Jakub Hrubý et al. ,2020, Titanium Dioxide - Material for a Sustainable Environment, Deposition of Tetracoordinate Co (II) Complex with Chalcone Ligands on Graphene, Books on Demand, Germany.
[29]Francesca Scarpelli et al. ,2018, “Mesoporous TiO2 Thin Films: State of the Art”, Molecules, Volume 25, Issues 21, pp.5021, October.
[30]Yung-Huang Chang et al. ,2012, “The Effect of Geometric Structure on Photoluminescence Characteristics of 1-D TiO2 Nanotubes and 2-D TiO2 Films Fabricated by Atomic Layer Deposition”, The Electrochemical Society, Volume 159, Number 7, pp.401-405 July.
[31]Chunyan Jin, Ben Liu et al. ,2015, “Structure and photoluminescence of the TiO2 films grown by atomic layer deposition using tetrakis-dimethylamino titanium and ozone”, Nanoscale Research Letters, Volume 10, Number 95, February.
[32]Songbo Wang, Lun Pan et al. ,2015, “Titanium-Defected Undoped Anatase TiO2 with p-Type Conductivity, Room-Temperature Ferromagnetism, and Remarkable Photocatalytic Performance”, Nanoscale Research Letters, Volume 125, Issues 8, pp.2975-2983, February.
[33]KaidiWu et al. ,2022, “Room temperature gas sensors based on Ce doped TiO2 nanocrystals for highly sensitive NH3 detection”, Chemical Engineering Journal, Volume 44, pp. 136449, September.
[34]Min-Ru Wu, Wei-Zhong Li et al. ,2019, “NO gas sensor based on ZnGa2O4 epilayer grown by metalorganic chemical vapor deposition”, Scientific Reports, Volume 9, pp.7459, May.



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