CN109991280A - 一种单片集成的mems气体传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种单片集成的MEMS气体传感器，通过在一个衬底上集成多种气体传感器，可以根据需要同时或者不同时检测各种气体，从而能有效降低生产成本及使用成本，包括衬底、位于衬底上的碳化硅层，所述碳化硅层上表面涂有二氧化硅薄膜，所述二氧化硅薄膜上表面设有绝缘层，所述绝缘层上表面设有气体敏感层，所述气体敏感层与所述绝缘层之间设有加热电极，所述气体敏感层为两个以上，所述气体敏感层与加热电极之间设有热敏层，所述衬底、碳化硅层、二氧化硅薄膜、绝缘层、加热电极、热敏层及气体敏感层之间分别通过粘结层相连接，所述气体敏感层上表面涂有气敏型金属氧化物薄膜，所述每个气体敏感层上的气敏型金属氧化物薄膜材质不同或相同。
Description
技术领域
本发明涉及一种MEMS气体传感器，尤其涉及一种单片集成的MEMS气体传感器。
背景技术
微机电系统(MEMS)气体传感器是基于MEMS技术和半导体气体敏感原理制作的传感器件。用于检测各种气体，如氢气、氮气、甲烷、一氧化碳、酒精或挥发性有机物质(VOC)等。可大批量生产，具有体积小，功耗低的特点，广泛应用于工业、家居、环境检测和消费电子领域。
目前气体传感器在生产过程中，针对感应气体进行特制，每种传感器只能感应一种或几种气体，感应范围窄，如果需要感应更多气体，则需要购买多个性好的气体传感器，增加使用成本，造成不必要的浪费。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供一种单片集成的MEMS气体传感器。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种单片集成的MEMS气体传感器，包括衬底、位于衬底上的碳化硅层，所述碳化硅层上表面涂有二氧化硅薄膜，所述二氧化硅薄膜上表面设有绝缘层，所述绝缘层上表面设有气体敏感层，所述气体敏感层与所述绝缘层之间设有加热电极，所述气体敏感层为两个以上，所述气体敏感层与加热电极之间设有热敏层，所述衬底、碳化硅层、二氧化硅薄膜、绝缘层、加热电极、热敏层及气体敏感层之间分别通过粘结层相连接，所述气体敏感层上表面涂有气敏型金属氧化物薄膜，所述每个气体敏感层上的气敏型金属氧化物薄膜材质不同或相同。
作为本发明的进一步优化，所述衬底下表面刻蚀有隔热腔，所述隔热腔的边沿凸起表面涂有二氧化硅薄膜。
作为本发明的进一步优化，所述碳化硅层上设有垂直贯通的通孔。
作为本发明的进一步优化，所述气体敏感层材料为二氧化锡或三氧化钨。
作为本发明的进一步优化，所述粘结层为Cr金属薄膜或Ti/Cr合金薄膜。
作为本发明的进一步优化，所述热敏层为P-N poly或Al poly。
本发明的有益效果是：本发明提出一种单片集成的MEMS气体传感器芯片结构，通过在一个衬底上集成多种气体传感器，可以根据需要同时或者不同时感应各种气体，从而能有效降低生产成本及使用成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
其中，1、衬底；2、碳化硅层；3、二氧化硅薄膜；4、绝缘层；5、气体敏感层；6、加热电极；7、热敏层；8、气敏型金属氧化物薄膜；9、隔热腔；10、通孔。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
一种单片集成的MEMS气体传感器，包括衬底1、位于衬底1上的碳化硅层2，所述碳化硅层2上表面涂有二氧化硅薄膜3，所述二氧化硅薄膜3上表面设有绝缘层4，所述绝缘层4上表面设有气体敏感层5，所述气体敏感层5与所述绝缘层4之间设有加热电极6，所述气体敏感层5为两个以上，所述气体敏感层5与加热电极6之间设有热敏层7，所述衬底1、碳化硅层2、二氧化硅薄膜3、绝缘层4、加热电极6、热敏层7及气体敏感层5之间分别通过粘结层相连接，所述气体敏感层5上表面涂有气敏型金属氧化物薄膜8，所述每个气体敏感层5上的气敏型金属氧化物薄膜8材质不同或相同。
所述衬底1下表面刻蚀有隔热腔9，所述隔热腔9的边沿凸起表面涂有二氧化硅薄膜3。
所述碳化硅层2上设有垂直贯通的通孔10。
所述气体敏感层5材料为二氧化锡或三氧化钨。
所述粘结层为Cr金属薄膜或Ti/Cr合金薄膜。
所述热敏层7为P-N poly或Al poly。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种单片集成的MEMS气体传感器，其特征在于：包括衬底、位于衬底上的碳化硅层，所述碳化硅层上表面涂有二氧化硅薄膜，所述二氧化硅薄膜上表面设有绝缘层，所述绝缘层上表面设有气体敏感层，所述气体敏感层为两个以上，所述每个气体敏感层与所述绝缘层之间设有加热电极，所述气体敏感层与加热电极之间设有热敏层，所述衬底、碳化硅层、二氧化硅薄膜、绝缘层、加热电极、热敏层及气体敏感层之间分别通过粘结层相连接，所述气体敏感层上表面涂有气敏型金属氧化物薄膜，所述每个气体敏感层上的气敏型金属氧化物薄膜材质不同或相同。
2.根据权利要求1所述的一种单片集成的MEMS气体传感器，其特征在于：所述衬底下表面刻蚀有隔热腔，所述隔热腔的边沿凸起表面涂有二氧化硅薄膜。
3.根据权利要求1所述的一种单片集成的MEMS气体传感器，其特征在于：所述碳化硅层上设有垂直贯通的通孔。
4.根据权利要求1所述的一种单片集成的MEMS气体传感器，其特征在于：所述气体敏感层材料为二氧化锡或三氧化钨。
5.根据权利要求1所述的一种单片集成的MEMS气体传感器，其特征在于：所述粘结层为Cr金属薄膜或Ti/Cr合金薄膜。
6.根据权利要求1所述的一种单片集成的MEMS气体传感器，其特征在于：所述热敏层为P-N poly或Al poly。
Priority Applications (1)
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| CN201711467787.2A CN109991280A (zh) | 2017-12-29 | 2017-12-29 | 一种单片集成的mems气体传感器 |
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Publications (1)
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| CN109991280A true CN109991280A (zh) | 2019-07-09 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110398521A (zh) * | 2019-08-26 | 2019-11-01 | 广西玉柴机器集团有限公司 | 一种高灵敏凹陷槽NOx传感器结构 |
| CN115420339A (zh) * | 2022-11-03 | 2022-12-02 | 南京元感微电子有限公司 | 一种气体与压阻式压力传感器及其加工方法 |
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2017
- 2017-12-29 CN CN201711467787.2A patent/CN109991280A/zh active Pending
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20190709 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |