CN110836855A - 用于光声气体传感器的检测器模块 - Google Patents

用于光声气体传感器的检测器模块 Download PDF

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Abstract

本发明公开了用于光声气体传感器的检测器模块，其包括：第一衬底(11；21；31；41)，其由半导体材料制成并且包括第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；第二衬底(12；22；32；42)，其包括第三表面、与所述第三表面相对的第四表面、以及形成于所述第四表面中的第一凹陷(12A；22A；32A；42A)，其中，所述第二衬底利用其第四表面连接至所述第一衬底，以使得所述第一凹陷形成填充有参考气体的气密性闭合第一单元(13；23；33；43)；以及压力敏感元件(14；24；34；44)，其包括被设置为与所述参考气体接触的膜(11.1；21.1；34.11；44.11)；其中，所述检测器模块被进一步配置为使得光脉冲束通过所述第一衬底并由此进入所述第一单元。

Description

用于光声气体传感器的检测器模块
技术领域
本公开涉及用于光声气体传感器的电子模块，涉及光声气体传感器、以及用于制作用于光声气体传感器的检测器模块的方法。
背景技术
过去，开发出了很多类型的气体传感器，以检测气氛或者中性环境是否含有可能有危害或危险的成分，并且在可能的情况下向人提供关于所述成分的警报。气体传感器的适当功能在很多应用中都具有极大重要性，尤其是在使用这些传感器来确保工作人员的安全时。除此之外，随着很多设备和仪器的尺寸持续变小，气体传感器的空间占用也变得越来越重要。该总的微型化趋势建立了对开发能够结合到现有设备或仪器中的更为紧凑的气体传感器的需要。
如本公开中所述的光声气体传感器基于下述效应。受到音频斩波的红外(IR)脉冲被气体吸收，并且激起能够被压力敏感元件(例如，麦克风)感测到的局部压力增大。吸收是某些气体所特有的，例如，是所述气体的原子或分子的特征旋转或振动模式所特有的。这可以用于构建选择性光声气体传感器。因此，本公开的光声气体传感器通常包括发射器模块和检测器模块。上文提及的微型化趋势自然与光声气体传感器的这两种类型的模块有关，而本公开主要涉及检测器模块。
发明内容
本公开的第一方面涉及检测器模块。根据第一方面的检测器模块包括：由半导体材料制成并且包括第一表面和与所述第一表面相对的第二表面的第一衬底；包括第三表面、与所述第三表面相对的第四表面以及形成于所述第四表面中的第一凹陷的第二衬底，其中，所述第二衬底利用其第四表面连接至所述第一衬底，使得所述第一凹陷形成填充有参考气体的气密性闭合第一单元；以及包括被设置为与所述参考气体接触的膜的压力敏感元件；其中，所述检测器模块被进一步配置为使得光脉冲束通过所述第一衬底并由此进入所述第一单元。
应当指出，在本公开的全文各处，术语“光”泛指能够结合适当参考气体应用到光声气体传感器中的具有任何波长的电磁辐射。在很多情况下，电磁辐射将处于红外范围中，但是其它波长的电磁辐射也是可能的。
根据第一方面的检测器模块的实施例，所述第一衬底由硅制成。
根据第一方面的检测器模块的实施例，所述第二衬底由半导体材料、硅、玻璃或蓝宝石中的一者或多者制成。
根据第一方面的检测器模块的实施例，所述第二衬底通过阳极接合、焊接或者玻璃浆料接合之一连接至所述第一衬底。
根据第一方面的检测器模块的实施例，第一衬底的至少部分在所述光脉冲的波长处是透明的。根据其另一实施例，第二衬底的至少部分在所述光脉冲的波长处也是透明的。例如，透明度可以指至少60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％或95％的光透射通过第一或第二衬底。对于第一衬底而言，第一衬底可以包括凹陷，使得其在所述凹陷的区域中在所述光脉冲的波长处是透明的。对于第二衬底而言，在光脉冲束在通过第一单元之后入射到第二衬底上的区域中，第二衬底可以是透明的。通过这种方式，能够使由其产生的任何热影响和有害效应最小化。
根据第一方面的检测器模块的实施例，压力敏感元件还包括与所述膜连接并且被配置为将所述膜的振荡转化成电信号的换能器，所述换能器设置在第一衬底的第一表面上。在一些实施例中，所述换能器可以具有薄层的形式，所述薄层与所述第一单元中的膜连接并且在仍然存在于第一衬底的第一表面上的同时在所述第二衬底下面延伸到所述第一单元之外。例如，所述换能器可以包括压电层。
根据第一方面的检测器模块的实施例，所述压力敏感元件由设置在所述第一单元中的半导体MEMS压力敏感元件构成。MEMS麦克风或MEMS压力传感器可以(例如)设置在第一衬底的第一表面上。
根据第一方面的检测器模块的实施例，第一衬底包括第一凹陷，第一凹陷被配置为以下中的一者或多者：包括所述模块的光入口开口，以及包括形成所述膜的一部分的底部部分。更具体而言，检测器模块的一个实施例将使得第一凹陷包括检测器模块的光入口开口，而非所述膜的一部分。检测器模块的另一实施例将使得第一凹陷包括形成所述膜的一部分的底部部分而非该模块的光入口开口。检测器模块的另一实施例将使得第一凹陷既包括检测器模块的光入口开口，又包括形成所述膜的一部分的底部部分。将在下文中更加详细地示出并解释检测器模块的这些和其它实施例。应当指出，在该点上，第一衬底在其第二表面中包括凹陷并不是必要特征。如果(例如)压力敏感元件由设置在所述单元中的压力敏感元件芯片构成，并且第一衬底包括非常高的透明度，则在光入口开口处不需要凹陷。取决于透明度，第一衬底甚至可以出于稳定性原因而具有某一最小厚度。
根据第一方面的检测器模块的实施例，所述膜形成第一衬底的一部分。具体而言，情况可以是第一衬底包括形成于其第二表面中的第一凹陷，其中，所述膜部分地由所述第一凹陷的底部形成。根据其另一实施例，第一凹陷包括检测器模块的光入口开口。根据另一示例，第一衬底包括第二凹陷，其中，第二凹陷包括模块的光入口开口。
根据第一方面的检测器模块的实施例，第一衬底包括凹陷，所述膜是设置在所述单元中的半导体芯片的部分，并且所述凹陷包括检测器模块的光入口开口。
根据第一方面的检测器模块的实施例，第一衬底包括均形成于第二表面中并且均被配置作为光入口开口的第一凹陷和第二凹陷，并且第二衬底包括形成于第二表面中的第一凹陷和第二凹陷，其中，第一凹陷形成填充有参考气体的第一单元，并且第二凹陷形成未填充有参考气体的第二单元，并且包括第一膜的第一半导体芯片设置在第一单元中，并且包括第二膜的第二半导体芯片设置在第二单元中，其中，第二半导体芯片被配置为提供实现差分测量的背景信号。根据其示例，第一半导体芯片和第二半导体芯片可以被配置作为半导体MEMS压力敏感元件芯片，下文将更详细地对其予以图示和解释。
本公开的第二方面涉及光声气体传感器。第二方面的光声气体传感器包括至少一个光发射器模块和根据第一方面的检测器模块。
光发射器模块可以被配置为使其包括光发射器，所述光发射器被配置为发射具有预定重复频率以及对应于所要感测的气体的吸收波段的波长的光脉冲束。
根据第二方面的光声气体传感器的实施例，光声气体传感器被配置为使得光发射器模块和检测器模块两者连接至公共载体或平台，以使它们具有相对于彼此的固定空间关系。光声气体传感器可以被进一步配置为使得检测器模块和发射器模块之间的中间空间具有通往外部的开口，以使所要感测的气体能够通过中间空间自由地流动。
本公开的第三方面涉及一种用于制作用于光声气体传感器的检测器模块的方法。所述方法包括：提供由半导体材料制成并且包括第一表面和与所述第一表面相对的第二表面的第一衬底；在所述第一衬底上或上方提供压力敏感元件；提供包括第三表面和与所述第三表面相对的第四表面以及形成于所述第四表面中的凹陷的第二衬底；以及将所述第二衬底利用其第四表面连接至所述第一衬底的第一表面并且将参考气体封闭在由此形成的气密性闭合单元中。
根据第三方面的方法的实施例，将所述第二衬底连接至所述第一衬底包括阳极接合、焊接或者玻璃浆料接合之一。
根据第三方面的方法的实施例，将参考气体封闭在所述气密性闭合单元中可以是通过在参考气体气氛中连接所述第一衬底和第二衬底而完成的。替代地，可以经由形成于第一衬底和第二衬底之一中的穿通开口将所述参考气体填充到所述气密性闭合单元中。例如，第二衬底可以提供有形成于第二衬底的覆盖部分中的这种穿通开口。在将参考气体填充到所述气密性闭合单元中之后，可以密封所述穿通开口。
根据第三方面的方法的实施例，提供压力敏感元件包括向第一衬底的第二表面中形成凹陷直至在凹陷的底部形成膜的深度，并且将换能器(特别是压电层)设置到第一衬底的第一表面上，使得换能器与所述膜连接。
根据第三方面的方法的实施例，提供压力敏感元件包括提供半导体MEMS压力敏感元件芯片以及将半导体MEMS压力敏感元件芯片设置在所述单元中，特别是通过将半导体MEMS压力敏感元件芯片置于第一衬底的第一表面上。
根据第三方面的方法的实施例，所述方法还包括通过执行晶片级工艺来制作多个检测器模块。
根据其示例，所述方法包括：提供由半导体材料层制成并且包括第一上表面和与第一上表面相对的第二下表面的第一衬底；在第一衬底上或上方提供多个压力敏感元件；提供包括第三表面和第四表面以及形成于所述第四表面中的多个第一凹陷的第二衬底；通过将第二衬底利用其第四表面连接至所述第一衬底并且将参考气体封闭在由此形成的多个气密性闭合第一单元中而制作模块面板；以及将所述模块面板单个化成多个单独的检测器模块。
第三方面的方法的其它实施例可以是根据第一方面的检测器模块的实施例形成的，或者可以是通过添加下文进一步描述的检测器模块的实施例中所述的一个或多个特征而形成的。
附图说明
包括附图以提供对各方面的理解，并且附图被结合到本说明书中并构成其部分。附图对各方面进行例示，并且连同文字描述一起用于解释各方面的原理。将容易地认识到其它方面以及各方面的预期优势中的很多优势，因为通过参考下文的详细描述它们将得到更好的理解。附图中的元件未必是相对于彼此按比例绘制的。类似的附图标记可以表示对应的类似部分。
图1通过截面图示出了根据第一方面的检测器模块的示例，其中在该示例中，形成于第一衬底中的凹陷充当光入口开口，并且与此同时在所述凹陷的底部提供膜。
图2通过截面图示出了根据第一方面的检测器模块的示例，其中在该示例中，第一衬底包括第一凹陷和第二凹陷，并且第一凹陷在该凹陷的底部提供膜，并且第二凹陷充当光入口开口。
图3通过截面图示出了根据第一方面的检测器模块的示例，其中在该示例中，形成于第一衬底中的凹陷充当光入口开口，并且所述膜设置在参考单元内并且是半导体MEMS压力敏感元件芯片的部分。
图4通过截面图示出了根据第一方面的检测器模块的示例，其中第一衬底包括两个凹陷，其中，这两个凹陷充当光入口开口，并且第二衬底也包括两个凹陷，这两个凹陷形成了填充有参考气体的第一单元和未填充有参考气体的第二单元，因而检测器模块允许差分测量。
图5通过截面图示出了根据第二方面的光声气体传感器的示例，其中，光声气体传感器包括根据第一方面的检测器模块和发射器模块，这两个模块固定至公共平台。
图6示出了根据第三方面的用于制作用于光声气体传感器的检测器模块的方法的示例的流程图。
图7包括图7A到图7D，并且示出了用于例示根据第三方面的用于制作用于光声气体传感器的检测器模块的方法的中间产物和最终产物的示意性截面表示，其中，所述方法包括用于制作多个检测器模块的晶片级工艺。
具体实施方式
在下文的详细描述中，将参考以举例说明方式示出了可以实践本公开的特定方面的附图。就此而言，可能参考正在描述的附图的取向使用诸如“顶部”、“底部”、“正面”、“背面”的方向性术语。由于所描述的器件的部件可能是按照很多不同的取向放置的，因而方向性术语仅用于例示目的，而不以任何方式进行限制。可以利用其它方面，并且可以做出结构或逻辑上的改变，而不脱离本公开的概念。因此，不应从限定的意义上理解下文的具体实施方式，并且本公开的原理由所附权利要求限定。
图1示出了根据第一方面的用于光声气体传感器的检测器模块的示例。图1的检测器模块10包括：由半导体材料制成并且包括第一上表面和与第一上表面相对的第二下表面的第一衬底11；以及包括第三表面、与第三表面相对的第四表面以及形成于第四表面中的凹陷12A的第二衬底12，其中，第二衬底12利用其第四表面连接至第一衬底11，以使凹陷12A形成填充有参考气体的气密性封闭单元13。第一衬底11还包括具有一定深度的凹陷11A，使得衬底11的处于凹陷11A的区域中的底部部分形成膜11.1。因而，膜11.1与单元13中的参考气体直接接触。检测器模块10被进一步配置为使得光脉冲束可以通过第一衬底11并由此进入单元13。因而，凹陷11A在该实施例中还充当检测器模块10的光入口开口。在从下面看时，凹陷11A可以具有任何预期形式，尽管其特别可以具有圆形形式或者矩形形式，特别是方形形式。
检测器模块10还包括压力敏感元件14，其中，压力敏感元件14包括膜11.1以及与膜11.1机械接触的换能器14.1。换能器14.1可以由形成于第一衬底11的第一上表面上并且延伸到单元13中的压电层构成，其中，压电层在单元13中与膜11.1机械接触。压电层14.1在设置在第一衬底11的第一上表面上的同时通过第一衬底11和第二衬底12之间的中间空间延伸到单元13的外部。在压电层14.1的外部部分中，电线可以连接到压电层14.1，以便引出压电层14.1生成的电信号。
第一衬底11可以由硅制成，并且凹陷11A可以是通过(例如)在硅晶片上进行各向异性湿法蚀刻而生成的，由此建立具有梯形截面的凹陷11A，以使得底部部分是沿硅材料中的{100}平面设置的，并且侧壁是沿硅材料中的{111}平面设置的。蚀刻可以是通过使得振荡膜11.1包括处于1μm到20μm的范围内的厚度的方式完成的。
要感测的气体可以是CO2、NOx、H2O、O2、N2、CH4或酒精之一，并且因而单元13内的参考气体可以是CO2、NOx、H2O、O2、N2、CH4或酒精之一。
光脉冲的重复频率可以处于音频范围内，或者可以处于从1Hz到10kHz的频率范围内，特别是处于从1Hz到1kHz的范围内，其中，典型频率范围是对应于从0.01s到1s的脉冲持续时间范围的从1Hz到100Hz。
第一衬底11的材料在光脉冲的波长处可以是透明的，因而在光脉冲的波长处于红外区中时，所述材料在红外区是透明的。关于透明度，可以设置最低条件，使得足够的光应当进入单元13，从而能够通过麦克风14测量信号。在实践中，可以提供高于50％、60％、70％、80％、90％、95％或更高的透明度。
第二衬底12可以由半导体材料、硅、玻璃(特别是硼硅酸盐玻璃)或蓝宝石中的一者或多者制成。
第二衬底12在光脉冲的波长处也可以是透明的，因而在红外光脉冲的情况下，第二衬底12在红外区中是透明的。其原因在于，在第二衬底12的上壁中对通过参考气体的红外光的吸收可能导致不希望出现且有害的热效应，这可能使测量结果失真。因而，透明度应当足够高，使得这样的有害效应不会发生。在实践中，透明度可以高于50％、60％、70％、80％、90％、95％或更高。还有可能在第二衬底12的表面上设置由具有交替折射率的λ/4电介质层构成的堆叠体，以增强光透射。
第二衬底12可以通过阳极接合、焊接或者玻璃浆料接合之一连接至第一衬底11。
图2示出了检测器模块的另一示例。图2的检测器模块20包括第一衬底21和按照与联系图1的检测器模块10所描述的相同的方式连接至第一衬底21的第二衬底22。第一衬底21包括第一凹陷21A和第二凹陷21B，其中，第一凹陷21A可以按照与图1的检测器模块10的第一凹陷11A相同的方式形成，并且第二凹陷21B充当检测器模块20的光入口开口。因而，第一凹陷21A被形成为使得膜21.1被形成在凹陷21A的底部，并且第二凹陷21B被形成为使得薄层被形成在凹陷21B的底部，其中，薄层的厚度使得其包括针对入射光的预期透明度。作为示例，所述厚度可以处于20μm到50μm的范围内。第二衬底22包括凹陷22A，并且连接至第一衬底21，以使得形成填充有参考气体的气密性闭合单元23。膜21.1按照与联系图1的检测器模块10所描述的相同的方式与换能器24.1连接。因而，膜21.1和换能器24.1是压力敏感元件24的部分。第一衬底21和第二衬底22可以具有与图1的检测器模块10的第一衬底11和第二衬底12相同的特性。
图3示出了根据第一方面的检测器模块的另一示例。图3的检测器模块30包括第一衬底31和第二衬底32。第一衬底31包括凹陷31A，并且第二衬底32包括凹陷32A。在使第二衬底32与第一衬底31连接时，凹陷32A转化成填充有参考气体的气密性单元33。检测器模块30还包括由半导体MEMS芯片34构成的压力敏感元件34。半导体MEMS芯片34设置在单元33内，并且包括膜34.1，膜34.1经由接合线35与通过衬底31和32之间的中间空间延伸到单元33外部的电迹线36连接。半导体MEMS芯片34可以设置在单元33内，以使得半导体MEMS芯片34落在第一衬底31的第一上表面上并与该第一上表面连接。
图4示出了根据第一方面的检测器模块的另一示例。图4的检测器模块40包括第一衬底41和第二衬底42，其中，第一衬底41包括第一凹陷41A和第二凹陷41B，并且第二衬底42也包括第一凹陷42A和第二凹陷42B。在使第二衬底42连接至第一衬底41时，第二衬底42的第一凹陷42A和第二凹陷42B转化成第一单元43和第二单元45。第一单元43填充有参考气体，其中，第二单元45未填充有参考气体，其中，第二单元45可以基本为空，或者填充有诸如空气的不生成任何信号的其它中性气体。检测器模块40还包括第一半导体压力敏感元件MEMS芯片44，其中，第一半导体MEMS压力敏感元件44包括膜44.1。半导体MEMS芯片44设置在第一单元43内。检测器模块40还包括第二半导体MEMS压力敏感元件芯片46。半导体MEMS芯片46设置在第二单元45内，并且包括膜46.1。图4的检测器模块40允许执行差分测量，其中，测量信号由第一压力敏感元件芯片44生成，并且背景信号由第二压力敏感元件芯片46生成，而后由与第一压力敏感元件芯片44和第二压力敏感元件芯片46连接的电子电路将背景信号从测量信号中减去。通过这种方式，能够生成无背景测量信号。
图5示出了根据第二方面的光声气体传感器的示例。图5的光声气体传感器100包括诸如图1所示并且联系图1所述的检测器模块的检测器模块10、发射器模块50和平台60。检测器模块10和发射器模块50两者稳固地固定至平台60，以使得检测器模块10和发射器模块50具有相对于彼此的固定空间关系。在光声传感器100中可以不实施联系图1所述的检测器模块10，而是实施其它所图示并描述的检测器模块20、30或40中的任一者。应当指出，在差分测量以及图4的检测器模块40的对应实施方式的情况下，将必须实施第二发射器模块并使其与平台60连接。应当进一步指出，发射器模块50与检测器模块10之间的中间空间应当与外部流体连通。更具体而言，中间空间可以有至少两个通往外部的开口，特别是处于相对侧上的开口，以使得要感测的气体能够自由地流过中间空间。
图6示出了根据第三方面的用于制作用于光声气体传感器的检测器模块的方法的流程图的示例。
根据图6的方法200，提供由半导体材料(例如，硅)制成的第一衬底，其中，第一衬底包括第一上表面和与第一上表面相对的第二下表面(210)。在以晶片级为基础实施所述方法的情况下，凹陷可以形成在第一衬底的第二表面中，第一衬底是(例如)半导体晶片，特别是硅晶片。
图6的方法200还包括在第一衬底上或上方提供压力敏感元件，所述压力敏感元件包括膜(220)。取决于压力敏感元件的类型，要么已经通过向第一衬底的第二表面中形成凹陷而提供了膜并且只须提供诸如压电层的换能器并使换能器与膜连接，要么必须提供压力敏感元件MEMS芯片并将其设置在第一衬底的第一表面上。在晶片级工艺的情况下，将按照所描述的两种方式之一提供并设置多个压力敏感元件。
图6的方法200还包括提供包括第三上表面和与第三上表面相对的第四下表面的第二衬底，其中，在第四表面中形成凹陷(230)。在晶片级工艺的情况下，在晶片的第四表面中形成多个凹陷，所述晶片可以是半导体晶片(特别是硅晶片)、(硼硅酸盐)玻璃或者蓝宝石晶片，其中，凹陷被形成并分布为使得，在使第一衬底和第二衬底相互连接之后，所述凹陷被设置为与形成于第一衬底中的可能凹陷相对。
图6的方法200还包括将第二衬底利用其第四表面连接至第一衬底的第一表面，并且将参考气体封闭在由此形成的气密性闭合单元中(240)。例如，这样的连接可以是在参考气体气氛中执行的。在晶片级工艺的情况下，将按照这样的方式产生多个气密性闭合单元。
图7包括图7A到图7D，并且示出了用于通过晶片级工艺制作多个检测器模块的工艺。
图7A示出了具有半导体晶片的形式的包括第一上表面和第二下表面以及通过向第二下表面中进行各向异性蚀刻而形成的多个凹陷71A的第一衬底71的截面表示。凹陷71A的深度使得产生于凹陷71A的底表面和半导体晶片71的上表面之间的层具有使该层能够充当压力敏感元件的膜的厚度。多个换能器层77(特别是压电层)被设置在半导体晶片71的第一上表面上，以使换能器层77均与所产生的膜71.1之一机械连接。
图7B示出了第二衬底72的截面图，第二衬底72可以具有与第一衬底71相同的尺寸和外形并且包括设置在与第一衬底71的凹陷71A相同的横向位置处的多个凹陷72A。例如，凹陷也可以是通过蚀刻工艺形成的，特别是在第二衬底72是半导体材料的情况下。
图7C示出了在通过(例如)阳极接合、焊接或玻璃浆料接合使第一衬底71和第二衬底72相互连接之后所获得的模块面板的截面图。连接衬底的工艺可以是在参考气体气氛中执行的，以使所产生的多个气密性闭合单元全部填充有参考气体。而后，按照虚线A将模块面板单个化成多个检测器模块。有可能变得有必要沿虚线B进一步去除第二衬底72的处于压电层77上方的部分，以便允许电接触压电层77。
图7D示出了单个检测器模块的截面图，单个检测器模块特别是上文联系图1所示出并描述的检测器模块。之后，可以将电线78连接至压电层77的暴露的外部部分。
尽管已经联系一种或多种实施方式示出并描述了本公开，但是本领域技术人员至少部分地基于对本说明书和附图的阅读和理解将想到等价的更改和修改。本公开包括所有这种修改和更改，并且仅由下述权利要求的概念所限定。具体地，对于上文描述的部件(例如，元件、资源等)所执行的各种功能，用于描述这种部件的术语旨在对应于(除非做出另外指示)执行所描述的部件的指定功能(例如，功能上等价)的任何部件，尽管所述部件在结构上可能不等价于执行本公开的所例示的示例性实施方式中的本文的功能的所公开的结构。此外，尽管可能已经相对于若干实施方式中的仅一种实施方式公开了本公开的特定特征，但是在任何给定或特定应用可能期望并且对其有利时，这种特征可以与其它实施方式的一个或多个其它特征结合。

Claims (19)

1.一种用于光声气体传感器的检测器模块(10；20；30；40)，包括：
第一衬底(11；21；31；41)，其由半导体材料制成并且包括第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；
第二衬底(12；22；32；42)，其包括第三表面、与所述第三表面相对的第四表面、以及形成于所述第四表面中的第一凹陷(12A；22A；32A；42A)，其中，所述第二衬底利用其第四表面连接至所述第一衬底的所述第一表面，以使得所述第一凹陷形成填充有参考气体的气密性闭合第一单元(13；23；33；43)；以及
压力敏感元件(14；24；34；44)，其包括被设置为与所述参考气体接触的膜(11.1；21.1；34.11；44.11)；
其中，所述检测器模块被进一步配置为使得光脉冲束通过所述第一衬底并由此进入所述第一单元，
其特征在于，所述第一衬底(11；21；31；41)包括第二凹陷(11A；21B；31A；41A)，其中，所述第二凹陷包括所述检测器模块的光入口开口。
2.根据权利要求1所述的检测器模块(10；20；30；40)，其中
所述第一衬底(11；21；31；41)由硅制成。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的检测器模块(10；20；30；40)，其中
所述第二衬底(12；22；32；42)由半导体材料、硅、玻璃或蓝宝石中的一者或多者制成。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的检测器模块(10；20；30；40)，其中
所述第二衬底(12；22；32；42)通过阳极接合、焊接或者玻璃浆料接合之一连接至所述第一衬底(11；21；31；41)。
5.根据权利要求1到4中的任一项所述的检测器模块(10；20)，其中
所述膜(11.1；21.1)部分地由所述第二凹陷(11A；21A)的底部形成。
6.根据权利要求1到5中的任一项所述的检测器模块(10；20；30；40)，其中
所述第一衬底(11；21；31；41)的所述第二凹陷(11A；21B；31A；41A)的至少底部在所述光脉冲的波长处是透明的。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的检测器模块(10；20；30；40)，其中
所述第一凹陷(12A；22A；32A；42A)的至少底部在所述光脉冲的波长处是透明的。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的检测器模块(10；20；30；40)，还包括：
与所述膜(11.1；21.1；34.11；44.11)连接并且被配置为将所述膜的振荡转化成电信号的换能器(14.2；24.2；34.2；44.2)，所述换能器设置在所述第一衬底的所述第一表面上。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的检测器模块(20)，其中
所述第一衬底(21)包括形成于所述第二表面中的第三凹陷(21A)，其中，所述振荡膜(21.1)部分地由所述第三凹陷的底部形成。
10.根据权利要求前述权利要求中的任一项所述的检测器模块(30，40)，其中
所述膜(34.1；44.1)是设置在所述第一单元(33)中的第一半导体芯片(34；44)的部分；并且
所述第二凹陷(31A；41A)包括所述检测器模块的光入口开口。
11.根据权利要求10所述的检测器模块(40)，其中
所述第一衬底(41)包括形成于所述第二表面中的第二凹陷(41A)以及形成于所述第二表面中的第三凹陷(41B)；
所述第二衬底(42)包括形成于所述第四表面中的第一凹陷(42A)和形成于所述第四表面中的第四凹陷(42B)，其中，所述第一凹陷(42A)形成了填充有所述参考气体的第一闭合单元(43)，并且所述第四凹陷(42B)形成了未填充所述参考气体的第二闭合单元(45)，并且包括第一膜(44.1)的第一半导体芯片(44)设置在所述第一单元(43)中，并且包括第二膜(46.1)的第二半导体芯片(46)设置在所述第二单元(45)中。
12.一种光声气体传感器(100)，包括：
至少一个光发射器模块(50)；以及
根据前述权利要求中的任一项所述的检测器模块(10；20；30；40)。
13.一种用于制作用于光声气体传感器的检测器模块的方法(200)，所述方法包括：
提供由半导体材料制成并且包括第一表面和与所述第一表面相对的第二表面的第一衬底(210)，其中，所述第一衬底包括第二凹陷，其中，所述第二凹陷包括所述检测器模块的光入口开口；
在所述第一衬底上或上方提供压力敏感元件(220)；
提供包括第三表面和与所述第三表面相对的第四表面、以及形成于所述第四表面中的第一凹陷的第二衬底(230)；以及
将所述第二衬底利用其第四表面连接至所述第一衬底的所述第一表面并且将参考气体封闭在由此形成的气密性闭合单元中(240)。
14.根据权利要求13所述的方法，其中
将所述参考气体封闭在所述气密性闭合单元中是通过在参考气体气氛中将所述第二衬底连接至所述第一衬底而执行的。
15.根据权利要求13所述的方法，其中
将所述参考气体封闭在所述气密性闭合单元中是通过经由形成于所述第一衬底或所述第二衬底之一中的穿通开口将所述参考气体填充到所述气密性闭合单元中而执行的。
16.根据权利要求15所述的方法，其中
在将所述参考气体填充到所述气密性闭合单元中之后密封所述穿通开口。
17.根据权利要求13到权利要求16中的任一项所述的方法，其中，
将所述第二衬底连接至所述第一衬底包括阳极接合、焊接或者玻璃浆料接合之一。
18.根据权利要求13到权利要求17中的任一项所述的方法，还包括通过执行晶片级工艺来制作多个检测器模块。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括：
提供包括第三表面和第四表面、以及形成于所述第四表面中的多个第一凹陷的第二衬底；
在所述第一衬底上或上方提供多个麦克风；
通过将所述第二衬底利用其第四表面连接至所述第一衬底并且将参考气体封闭在由此形成的多个气密性闭合第一单元中而制作模块面板；以及
将所述模块面板单个化成多个单独的检测器模块。
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