CN111289582B - 一种mems气体传感器及其阵列、气体检测和制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例公开了一种MEMS气体传感器及其阵列、气体检测和制备方法，气体传感器包括在第一表面开设有腔体的第一衬底，设置于腔体开口处的气体检测组件，气体检测组件包括：架设在腔体开口上的支撑悬桥，以及设置于支撑悬桥上的气体检测部，气体检测部包括依次叠设的条形加热电极部、绝缘层、条形检测电极部以及气敏材料部，条形检测电极部包括第一检测电极部和第二检测电极部，第一检测电极部与第二检测电极部之间设有第一开口，气敏材料部设置于第一开口位置处，气敏材料部第一端与第一检测电极部连接，气敏材料部第二端与第二检测电极部连接。通过该实施例方案，将支撑悬桥作为气体传感器的传感部位，热质量小、功耗低。

Description

一种MEMS气体传感器及其阵列、气体检测和制备方法
技术领域
本文涉及但不限于气体检测技术领域，尤指一种MEMS气体传感器及其阵列、气体检测和制备方法。
背景技术
气味识别是气体传感器的重要应用领域之一，由于不同的气体有着不同的特性而每一个传感器对不同气体的响应程度有差别，所以现有的气味识别设备或者电子鼻设备通常会用多类型的气体传感器搭建一个多路传感器阵列，每个传感器用来监测某种特殊的气体。金属氧化物半导体式气体传感器以其低功耗、低成本、高集成度、对多种气体都有良好的响应等优越特性，被广泛应用于气味识别设备中。
传统的MOS(金属氧化物半导体)类MEMS(微机电系统)气体传感器主要以基于封闭膜式和悬浮膜式的研究居多，前者具有较高的机械强度，后者具有较快的热响应速度。但是以上类型的气体传感器仍具有散热较快、功耗较大的问题。
发明内容
本申请实施例提供了一种MEMS气体传感器及其阵列、气体检测和制备方法，热质量小、功耗低。
一方面，本申请实施例提供了一种MEMS气体传感器，可以包括：在第一表面开设有腔体的第一衬底，设置于腔体开口处的气体检测组件，其中：
所述气体检测组件可以包括：架设在所述腔体开口第一边缘与第二边缘的支撑悬桥，以及设置于所述支撑悬桥上远离所述腔体一侧的气体检测部，其中：所述气体检测部包括依次叠设的条形加热电极部、绝缘层、条形检测电极部以及气敏材料部，所述条形检测电极部包括第一检测电极部和第二检测电极部，所述第一检测电极部与第二检测电极部之间设置有第一开口，所述气敏材料部设置于所述第一开口位置处，所述气敏材料部的第一端与所述第一检测电极部连接，所述气敏材料部的第二端与所述第二检测电极部连接。
在本申请的示例性实施例中，所述MEMS气体传感器还可以包括：设置于所述第一衬底上的加热电极引脚，第一接地引脚，检测电极引脚和第二接地引脚，其中：
所述加热电极引脚与所述条形加热电极部的第一端连接，所述条形加热电极部的第二端与所述第一接地引脚连接；
所述第一检测电极部的第一端与所述气敏材料部的第一端连接，所述第一检测电极部的第二端与所述检测电极引脚连接；
所述第二检测电极部的第一端与所述气敏材料部的第二端连接，所述第二检测电极部的第二端与所述第二接地引脚连接。
在本申请的示例性实施例中，所述腔体可以包括一个或多个；其中：
任意一个腔体的腔体开口的不同位置处分别设置气体检测组件；或者，
任意多个腔体中每个腔体的腔体开口的不同位置处分别设置气体检测组件；或者，
任意多个腔体中每个腔体的腔体开口处设置一个气体检测组件；或者，
任意一个腔体的腔体开口处设置一个气体检测组件。
在本申请的示例性实施例中，所述腔体可以包括一个或多个，任意一个腔体的腔体开口处的多个气体检测组件共用引脚，或者任意多个腔体的腔体开口处的多个气体检测组件共用引脚，所述多个气体检测组件共用引脚可以包括以下方式中的一种或多种：
所述多个气体检测组件的条形加热电极部共用所述第一接地引脚；
所述多个气体检测组件的条形检测电极部共用所述第二接地引脚；
所述多个气体检测组件的条形检测电极部共用所述检测电极引脚。
在本申请的示例性实施例中，所述任意多个腔体的腔体开口处的多个气体检测组件共用引脚，可以包括：
所述任意多个腔体中的第一腔体的腔体开口处的m个气体检测组件与所述任意多个腔体中的第二腔体的腔体开口处的n个气体检测组件共用第一接地引脚和第二接地引脚，所述m和n均为正整数。
在本申请的示例性实施例中，所述第一接地引脚和第二接地引脚可以设置于所述第一腔体与第二腔体之间。
在本申请的示例性实施例中，所述m个气体检测组件共用第一检测电极引脚，所述n个气体检测组件共用第二检测电极引脚；或者，
所述m个气体检测组件和n个气体检测组件共用一个检测电极引脚。
在本申请的示例性实施例中，多个气敏材料部采用的气敏材料均不相同；或者，
至少两个气敏材料部采用的气敏材料相同。
另一方面，本申请实施例还提供了一种MEMS气体传感器的气体检测方法，所述MEMS气体传感器为上述任意一项所述的MEMS气体传感器；所述方法可以包括：
在进行气体检测时，选择所述MEMS气体传感器中的任意一个或多个气体检测组件，对所述气体检测组件中的条形加热电极部施加加热电压，采集所述气体检测组件中第一检测电极部与第二检测电极部之间的电压值，根据采集得到的电压值，以实现对气体的检测，其中，对多个条形加热电极部施加加热电压时，每个条形加热电极部的电压相同或不同。
又一方面，本申请实施例还提供了一种MEMS气体传感器阵列，所述传感器阵列可以包括多个上述任意一项所述的MEMS气体传感器。
再一方面，本申请实施例还提供了一种MEMS气体传感器的制备方法，所述MEMS气体传感器为上述任意一项所述的MEMS气体传感器；所述方法可以包括：
准备第一衬底，所述第一衬底为硅基衬底；
在所述第一衬底的第一表面上形成支撑膜；
在所述支撑膜上设置气体检测部、加热电极引脚，第一接地引脚，检测电极引脚和第二接地引脚；
对所述支撑膜进行加工获取支撑悬桥，并在所述第一衬底的第一表面形成一个或多个腔体。
在本申请的示例性实施例中，所述在所述支撑膜上形成气体检测部、加热电极引脚，第一接地引脚，检测电极引脚和第二接地引脚可以包括：
在所述支撑膜上形成气体检测部中的条形加热电极部、加热电极引脚和第一接地引脚；
在所述第一衬底上所述条形加热电极、所述加热电极引脚和第一接地引脚的上一层形成隔离膜；所述条形加热电极部上的隔离膜构成条形加热电极部和条形检测电极部之间的绝缘层；
在所述条形加热电极上方的绝缘层上形成条形检测电极部，并在所述隔离膜上非绝缘层的区域形成检测电极引脚和第二接地引脚；其中，所述条形检测电极部包括第一检测电极部和第二检测电极部；所述第一检测电极部与所述第二检测电极部之间形成有第一开口；
在所述第一开口之间形成气敏材料部。
在本申请的示例性实施例中，在所述条形加热电极上方的绝缘层上形成条形检测电极部，并在所述隔离膜上非绝缘层的区域形成检测电极引脚和第二接地引脚之后，所述方法还可以包括：
对所述加热电极引脚和第一接地引脚上方的隔离膜进行加工，以露出所述加热电极引脚和所述第一接地引脚。
在本申请的示例性实施例中，所述在所述第一衬底的第一表面上形成支撑膜可以包括：
在所述硅基衬底的第一面沉积第一预设厚度的第一硅化合物的单层膜或复合膜作为所述支撑膜。
在本申请的示例性实施例中，所述方法还可以包括：在所述硅基衬底的第一面形成所述支撑膜后，在所述硅片的第二面沉积第二预设厚度的第二硅化合物作为保护膜。
在本申请的示例性实施例中，所述在所述支撑膜上形成气体检测部中的条形加热电极部、加热电极引脚和第一接地引脚可以包括：
在支撑膜上的一个或多个第一区域沉积第三预设厚度的金属体作为所述条形加热电极部，并在所述第一区域以外的一个或多个第二区域沉积第三预设厚度的金属体作为加热电极引脚和第一接地引脚；
所述在所述第一衬底上所述条形加热电极、所述加热电极引脚和第一接地引脚的上一层形成隔离膜可以包括：
在所述第一衬底上所述条形加热电极、所述加热电极引脚和第一接地引脚的上一层沉积第四预设厚度的第三硅化合物作为隔离膜；
所述在所述条形加热电极上方的绝缘层上形成条形检测电极部，并在所述隔离膜上非绝缘层的区域形成检测电极引脚和第二接地引脚可以包括：
在所述绝缘层的第一部分上沉积第五预设厚度的导电体作为所述第一条形检测电极部；在所述绝缘层的第二部分上沉积第五预设厚度的导电体作为所述第二条形检测电极部；其中，所述绝缘层包括所述第一部分、所述第二部分和第三部分，所述第三部分位于所述第一部分和所述第二部分之间。
在本申请的示例性实施例中，所述对所述加热电极引脚和第一接地引脚上方的隔离膜进行加工可以包括：采用光刻工艺和/或干法刻蚀工艺对所述加热电极引脚和第一接地引脚上方的隔离膜进行加工。
在本申请的示例性实施例中，所述在所述第一衬底的第一表面形成一个或多个腔体可以包括：
在所述第一衬底上采用预设化合物的各向异性刻蚀液释放出所述腔体。
在本申请的示例性实施例中，所述对所述支撑膜进行加工获取支撑悬桥可以包括：
在所述支撑膜上采用预设化合物的各向异性刻蚀液释放出至少两个镂空形状，以在两个镂空形状之间形成所述支撑悬梁。
与相关技术相比，本申请实施例的MEMS气体传感器可以包括：在第一表面开设有腔体的第一衬底，设置于腔体开口处的气体检测组件，其中：所述气体检测组件可以包括：架设在所述腔体开口第一边缘与第二边缘的支撑悬桥，以及设置于所述支撑悬桥上远离所述腔体一侧的气体检测部，其中：所述气体检测部包括依次叠设的条形加热电极部、绝缘层、条形检测电极部以及气敏材料部，所述条形检测电极部包括第一检测电极部和第二检测电极部，所述第一检测电极部与第二检测电极部之间设置有第一开口，所述气敏材料部设置于所述第一开口位置处，所述气敏材料部的第一端与所述第一检测电极部连接，所述气敏材料部的第二端与所述第二检测电极部连接。通过该实施例方案，将支撑悬桥作为气体传感器的传感部位(即气敏材料部)，热质量小、功耗低。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。
图1为本申请实施例的MEMS气体传感器组成结构剖面图；
图2为本申请实施例的MEMS气体传感器组成结构俯视图；
图3为本申请实施例的第一衬底上设置有一个腔体，一个腔体开口处设置多个气体检测组件的示意图；
图4为本申请实施例的第一衬底上设置有多个腔体，多个腔体开口处设置多个气体检测组件的示意图；
图5为本申请实施例的第一衬底上设置有多个腔体，每个腔体开口处设置一个气体检测组件的示意图；
图6为本申请实施例的第一腔体的多个气体检测组件和第二腔体的多个气体检测组件共用引脚的示意图；
图7为本申请实施例的鱼骨形MEMS气体传感器组成结构示意图；
图8为本申请实施例的鱼骨形MEMS气体传感器中鱼骨结构示意图；
图9为本申请实施例的气敏材料层示意图；
图10为本申请实施例的气体检测电极层示意图；
图11为本申请实施例的隔离膜层示意图；
图12为本申请实施例的加热器层示意图；
图13为本申请实施例的MEMS气体传感器的电压输入输出示意图；
图14为本申请实施例的MEMS气体传感器的加热电路等效示意图；
图15为本申请实施例的MEMS气体传感器的气体检测电路的第一种等效示意图；
图16为本申请实施例的MEMS气体传感器的气体检测电路的第二种等效示意图；
图17为本申请实施例的支撑膜层示意图；
图18为本申请实施例的衬底层示意图；
图19为本申请实施例的MEMS气体传感器的气体检测方法流程图；
图20为本申请实施例的MEMS气体传感器的制备方法流程图；
图21为本申请实施例的在支撑膜上制备气体检测部、加热电极引脚，第一接地引脚，检测电极引脚和第二接地引脚的方法流程图；
图22为本申请实施例的制备MEMS气体传感器每一层的方法流程图；
图23为本申请实施例的MEMS气体传感器阵列组成框图。
具体实施方式
本申请描述了多个实施例，但是该描述是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本申请所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。
本申请包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征和元件的组合。本申请已经公开的实施例、特征和元件也可以与任何常规特征或元件组合，以形成由权利要求限定的独特的发明方案。任何实施例的任何特征或元件也可以与来自其它发明方案的特征或元件组合，以形成另一个由权利要求限定的独特的发明方案。因此，应当理解，在本申请中示出和/或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此，除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外，实施例不受其它限制。此外，可以在所附权利要求的保护范围内进行各种修改和改变。
此外，在描述具有代表性的实施例时，说明书可能已经将方法和/或过程呈现为特定的步骤序列。然而，在该方法或过程不依赖于本文所述步骤的特定顺序的程度上，该方法或过程不应限于所述的特定顺序的步骤。如本领域普通技术人员将理解的，其它的步骤顺序也是可能的。因此，说明书中阐述的步骤的特定顺序不应被解释为对权利要求的限制。此外，针对该方法和/或过程的权利要求不应限于按照所写顺序执行它们的步骤，本领域技术人员可以容易地理解，这些顺序可以变化，并且仍然保持在本申请实施例的精神和范围内。
一方面，本申请实施例提供了一种MEMS气体传感器A，如图1、图2所示，可以包括：在第一表面开设有腔体A1的第一衬底A2，设置于腔体开口处的气体检测组件A3，其中：
所述气体检测组件A3可以包括：架设在所述腔体开口第一边缘与第二边缘的支撑悬桥A31，以及设置于所述支撑悬桥A31上远离所述腔体一侧的气体检测部A32，其中：所述气体检测部A32包括依次叠设的条形加热电极部A321、绝缘层A322、条形检测电极部A323以及气敏材料部A324，所述条形检测电极部A323包括第一检测电极部A323-1和第二检测电极部A323-2，所述第一检测电极部A323-1与第二检测电极部A323-2之间设置有第一开口A325，所述气敏材料部A324设置于所述第一开口A325位置处，所述气敏材料部A324的第一端与所述第一检测电极部A323-1连接，所述气敏材料部A324的第二端与所述第二检测电极部A323-2连接。
在本申请的示例性实施例中，腔体A1可以包括一个或多个，气体检测组件A3可以为一个或多个，相应地，每个腔体A1上架设的支撑悬桥A31可以包括一个或多个；本文对于腔体A1、支撑悬桥A31的具体数量不做限制。
在本申请的示例性实施例中，腔体A1不限于设置于第一衬底A2的一个面上，可以在第一衬底A2的多个面上设置腔体A1，并相应地在每个面的腔体A1上设置一个或多个气体检测组件A3。
本发明实施例所述MEMS气体传感器，采用MEMS工艺制造，实现单一工艺传感器制造封装，气体传感器批量化制造过程大大简化，成本大大缩减，效率得到提升，制造周期缩短，有助于提高传感器的一致性和稳定性。采用条形支撑悬桥结构，将传感器的有效区域制作在条形支撑悬桥上，省去了蛇形绕线、螺旋形绕线或折线形绕线的加热器结构以及叉指电极结构，可以大大降低气体传感器功耗，提高热响应速度。通过空腔两边缘来支撑上述支撑悬桥，当气体检测组件中加热电极部通电后，特别需要将气敏材料加热到较高温度时，仍然能保证较好的支撑性。
在本申请的示例性实施例中，结合图1和图2所示，所述MEMS气体传感器A可以采用以下引脚连接方式：所述MEMS气体传感器A包括：设置于所述第一衬底A2上的加热电极引脚A4，第一接地引脚A5，检测电极引脚A6和第二接地引脚A7，其中：
所述加热电极引脚A4与所述条形加热电极部A321的第一端连接，所述条形加热电极部A321的第二端与所述第一接地引脚A5连接；以用于形成加热回路；
所述第一检测电极部A323-1的第一端与所述气敏材料部A324的第一端连接，所述第一检测电极部A323-1的第二端与所述检测电极引脚A6连接；所述第二检测电极部A323-2的第一端与所述气敏材料部A324的第二端连接，所述第二检测电极部A323-2的第二端与所述第二接地引脚A7连接，以用于形成检测回路。
在本申请的示例性实施例中，所述腔体A1可以包括一个或多个；其中：
任意一个腔体A1的腔体开口的不同位置处分别设置多个气体检测组件A3；或者
任意多个腔体A1中每个腔体的腔体开口的不同位置处分别设置气体检测组件A3；或者
任意多个腔体A1中每个腔体的腔体开口处设置一个气体检测组件A3；或者
任意一个腔体A1的腔体开口处设置一个气体检测组件A3。
在其他实施例中，不排除气体检测组件跨越多个腔体的情况，例如多个腔体1上方架设一个气体检测组件A3；或者，多个腔体1上方架设多个气体检测组件A3；其中，每个气体检测组件A3均会架设于多个腔体A1上方。
在本申请的示例性实施例中，图1、图2中给出了第一衬底A2上设置有一个腔体A1，一个腔体A1上架设有一个支撑悬桥A31的结构实施例，即在本例中，一个腔体A1的腔体开口处设置有一个气体检测组件A3。
在本申请的示例性实施例中，图3给出了第一衬底A2上设置有一个腔体A1，一个腔体A1上架设有多个支撑悬桥A31的结构示例，即在本例中，一个腔体A1内设置多个气体检测组件A3的示意图。
在本申请的示例性实施例中，图4给出了第一衬底A2上设置有多个腔体A1，每个腔体A1上架设有多个支撑悬桥A31的结构示例，即在本例中，每个腔体A1内设置多个气体检测组件A3的示意图。
在本申请的示例性实施例中，图5给出了第一衬底A2上设置有多个腔体A1，每个腔体A1上架设有一个支撑悬桥A31的结构示例，即在本例中，每个腔体A1内设置一个气体检测组件A3的示意图。
在本申请的示例性实施例中，腔体A1的开口形状不限，例如可以是正方形、矩形、圆形、环形或不规则形状等。
在本申请的示例性实施例中，多个腔体A1之间的分布方式可以包括但不限于：并列分布、一字分布以及按照预设的几何图形阵列分布。腔体A1开口处的多个支撑悬桥A31的分布方式依据腔体的分布形式的不同可以有多种变化，例如可以包括但不限于：并列分布、一字分布以及按照预设的图形阵列分布。
在本申请的示例性实施例中，图2、图3、图4、图5中给出了腔体A1、支撑悬桥A31的形状均为条形的实施例。并给出了存在多个腔体A1时，多个腔体并列排布的实施例，以及一个腔体开口处包含多个支撑悬桥A31时，多个支撑悬桥A31并列排布的实施例。
在本申请的示例性实施例中，一个腔体开口处包含多个支撑悬桥A31时，多个支撑悬桥A31可以对称分布，以减小功耗。
在本申请的示例性实施例中，当一个腔体开口处的多个支撑悬桥A31对称分布时，可以环绕组成对称多边形、圆形、镜面对称形(例如鱼骨形)等。例如，当腔体A1为圆形时，多个支撑悬桥A31可以架设成正多边形(例如，正三角形、正方形、正五边形等)；当腔体A1为长方形或正方形等形状时，可以将两个支撑悬桥A31弯曲设置，形成圆形；当将多个支撑悬桥A31弯曲成V形，并依次排列时，则多个支撑悬桥A31可以构成鱼骨形(该鱼骨形没有主骨)。
在本申请的示例性实施例中，多个腔体开口处的支撑悬桥A31还可以共同构成一个或多个形状(该形状可以包括但不限于几何形状、字符形状和/或任意预设图案等，例如，商标、商标缩写等)，该形状可以为对称形状，例如，两个腔体开口处设置的支撑悬桥A31共同构成鱼骨形(该鱼骨形设有主骨)。
在本申请的示例性实施例中，所述腔体A1可以包括一个或多个，任意一个腔体A1的腔体开口处的多个气体检测组件A3可以共用引脚，或者任意多个腔体A1的腔体开口处的多个气体检测组件A3可以共用引脚，所述多个气体检测组件A3共用引脚可以包括以下方式中的一种或多种：
所述多个气体检测组件A3的条形加热电极部A321共用所述第一接地引脚A5；
所述多个气体检测组件A3的条形检测电极部A321共用所述第二接地引脚A7；
所述多个气体检测组件A3的条形检测电极部A321共用所述检测电极引脚A6。
在本申请的示例性实施例中，如图6所示，所述任意多个腔体A1可以包括第一腔体A1-1和第二腔体A1-2；所述任意多个腔体A1的腔体开口处的多个气体检测组件A3共用引脚，可以包括：
所述任意多个腔体中的第一腔体A1-1的腔体开口处的m个气体检测组件A3与所述任意多个腔体中的第二腔体A1-2的腔体开口处的n个气体检测组件A3共用第一接地引脚A5和第二接地引脚A7。即m个气体检测组件A3中的m个条形加热电极部与n个气体检测组件A3中的n个条形加热电极部共用所述第一接地引脚A5，m个气体检测组件A3中的m个条形检测电极部与n个气体检测组件A3中的n个条形检测电极部共用所述第二接地引脚A7。
在本申请的示例性实施例中，m和n均为正整数，m和n可以相同，也可以不同。
在本申请的示例性实施例中，所述第一接地引脚A5和第二接地引脚A7可以设置于所述第一腔体A1-1与第二腔体A1-2之间。
在本申请的示例性实施例中，所述第一接地引脚A5和第二接地引脚A7均可以制作成环形，该环形可以围绕多个腔体A1(如第一腔体A1-1和第二腔体A1-2)进行设置。以进一步便于多个腔体中的气体检测组件A3与第一接地引脚A5和第二接地引脚A7连接。
在本申请的示例性实施例中，检测电极引脚A6可以包括第一检测电极引脚和第二检测电极引脚；所述m个气体检测组件A3可以共用第一检测电极引脚，所述n个气体检测组件可以共用第二检测电极引脚；或者，
所述m个气体检测组件和n个气体检测组件共用一个检测电极引脚A6。
在本申请的示例性实施例中，第一腔体A1-1和第二腔体A1-2可以分别设置自身的共用检测电极引脚(如第一检测电极引脚和第二检测电极引脚)，也可以共用一个检测电极引脚。
在本申请的示例性实施例中，如图6所示，给出了第一腔体A1-1和第二腔体A1-2共用一个检测电极引脚A6的实施例示意图。
在本申请的示例性实施例中，多个气敏材料部A324采用的气敏材料均不相同；或者，至少两个气敏材料部A324采用的气敏材料相同。
在本申请的示例性实施例中，所述气敏材料可以包括以下任意一种或多种：氧化锡、氧化铟、氧化钨和氧化锌。
下面给出一种鱼骨形MEMS气体传感器的详细实施例。
在本申请的示例性实施例中，鱼骨形MEMS气体传感器可以包括两个腔体；每个腔体上可以设置多个支撑悬桥A31，例如，4个；每个支撑悬桥A31可以设置一个气体检测部A32。
在本申请的示例性实施例中，鱼骨形MEMS气体传感器可以包括：与多个气体检测部A32中的多个条形加热电极部A321对应的多个加热电极引脚A4；例如，每个腔体上设置的4个支撑悬桥A31上分别设置4个加热电极引脚A4，则两个腔体上共设置的8个支撑悬桥A31，相应地，共设置8个加热电极引脚A4。
在本申请的示例性实施例中，鱼骨形MEMS气体传感器可以包括：两个检测电极引脚A6，其中，每一个腔体开口处的条形检测电极部A323分别共用一个检测电极引脚A6。该检测电极引脚A6可以只有一个，则所有条形检测电极部A323共同共用一个检测电极引脚A6。
在本申请的示例性实施例中，鱼骨形MEMS气体传感器可以包括：一个第一接地引脚A5和一个第二接地引脚A7；两个腔体开口处的条形检测电极部A323均共用第二接地引脚A7，两个腔体开口处的条形加热电极部A321均共用第一接地引脚A5。
在本申请的示例性实施例中，鱼骨形MEMS气体传感器的一个第一接地引脚A5和一个第二接地引脚A7可以均设置于两个腔体之间，并设置于不同层中。
在本申请的示例性实施例中，如图7所示，鱼骨形MEMS气体传感器可以包括：气敏材料层1(气敏材料部A324所在层)、气体检测电极层2(条形检测电极部A323、检测电极引脚A6和第二接地引脚A7所在层)、隔离膜层3(条形加热电极部A321和条形检测电极部A323之间的绝缘层A322所在层)、加热器层4(条形加热电极部A321、加热电极引脚A4和第一接地引脚A5所在层)、支撑膜层5(支撑悬桥A31所在层)和衬底层6(第一衬底A2所在层)。
在本申请的示例性实施例中，鱼骨形MEMS气体传感器中的鱼骨结构21可以包括:主骨211(设置有一个第一接地引脚A5和一个第二接地引脚A7)和分布于所述主骨211两侧的8个支骨212(包括支撑悬桥A31和设置于支撑悬桥A31上的气体检测部A32)；所述主骨211的两侧中每一侧可以包括4个支骨212；气体检测电极引脚22(即检测电极引脚A6)通过支撑悬桥A31与电极检测位点23(即第一开口A325)处的气敏材料部A324相连。
在本申请的示例性实施例中，该鱼骨形MEMS气体传感器为一种鱼骨形可编程MEMS气体传感器，其具有8个加热电极引脚，通过加热电极引脚输入编程后的电压。主骨211和支骨212的宽度可以根据实际需求自行定义，支骨212的数量也可以根据实际需求自行定义，在此不做具体限制。如图7、图8所示，为鱼骨结构中设置8条支骨212的实施例方案，在本申请实施例的视图中均以8条支骨212为例进行说明。
在本申请的示例性实施例中，在气体传感器的空间和体积一定的情况下，支骨212的数量越多，则支骨212的宽度相应越小。
在本申请的示例性实施例中，8个气体检测部A32设置于8个支骨上，使得细长的支骨作为气体传感器的传感部位，热质量小，功耗低。
在本申请的示例性实施例中，每条支骨212都可当作一个独立的气体传感器使用，其中任意一个支骨212损坏，均不影响其它气体传感器的使用，兼容性好。
在本申请的示例性实施例中，支骨212的数量可以增加或减少，增加支骨212的数量可以使得编程组合成倍增加，扩展性好。
在本申请的示例性实施例中，8个支骨212上设置的气敏材料11均不相同；或者，至少两个支骨212上设置的气敏材料11相同。
在本申请的示例性实施例中，如图9所示，气敏材料层1可以分为8个相互独立的气敏材料部A324：1-1、1-2、1-3、1-4、1-5、1-6、1-7和1-8，可以采用同种或多种不同的气敏材料，可以由可行的任意一种或多种气敏材料任意组合。
在本申请的示例性实施例中，8个电极检测位点23可以分别设置于8个支骨212上；相应地，所述8个气敏材料部A324可以分别设置于8个支骨212上。
在本申请的示例性实施例中，所述电极检测位点23可以设置于每个支骨212的中间位置。
在本申请的示例性实施例中，气敏材料11可以覆盖于所述电极检测位点23上。
在本申请的示例性实施例中，第一公共地24(第二接地引脚A7)可以与气体检测电极引脚22配合输出气体检测电压。
在本申请的示例性实施例中，所述主骨211处可以设置第一公共地24。
在本申请的示例性实施例中，如图10所示，给出了气体检测电极层2的示意图。图10中给出了一个主骨211、8个支骨212(主骨211的每一侧分别设置有4个支骨212)、8个电极检测位点23(例如设置于主骨211第一侧的231、232、233、234以及设置于主骨211第二侧的235、236、237、238，相应设置8个气敏材料部A324)和两个气体检测电极引脚22(例如第一公共气体检测电极引脚221和第二公共气体检测电极引脚222)的实施例。
在本申请的示例性实施例中，电极检测位点231、232、233、234、235、236、237、238上可以分别对应覆盖有前述的气敏材料部A3241-1、1-2、1-3、1-4、1-5、1-6、1-7和1-8，这些气敏材料部A324处可以分别设置有气敏材料111、112、113、114、115、116、117、118。
在本申请的示例性实施例中，当气体检测电极引脚22可以包括第一公共气体检测电极引脚221和第二公共气体检测电极引脚222时：
如图8、图10所示，所述主骨211第一侧的支骨212上的气敏材料11形成的材料电阻构成并联电阻，通过所述第一公共气体检测电极引脚221输出气体检测电压；和/或，
所述主骨211第二侧的支骨212上的气敏材料11形成的材料电阻构成并联电阻，通过所述第二公共气体检测电极引脚222输出气体检测电压。
在本申请的示例性实施例中，在电极检测位点231、232、233、234、235、236、237、238上设置气敏材料部A324后，在电极检测位点231、232、233、234通过所在支骨与第一公共气体检测电极引脚221进行电连接时，气敏材料部A324中的1-1、1-2、1-3、1-4的气敏材料111、112、113、114形成4个并联在一起的材料电阻；第一公共气体检测电极引脚221可以输出该4个并联的材料电阻的电压值。在电极检测位点235、236、237、238通过所在支骨与第二公共气体检测电极引脚222进行电连接时，气敏材料部A324中的1-5、1-6、1-7、1-8的气敏材料115、116、117、118形成另外4个并联在一起的材料电阻，第二公共气体检测电极引脚222可以输出该另外4个并联材料电阻的电压值。
在本申请的示例性实施例中，当所述气体检测电极引脚22为一个时，所述8个支骨212上的气敏材料构成的材料电阻构成并联电阻，通过所述气体检测电极引脚22输出气体检测电压。
在本申请的示例性实施例中，如图11所示，所述隔离膜层3可以用于隔离所述气体检测电极层2和所述加热器层4；所述隔离膜层3可以包括第一绝缘膜31；所述第一绝缘膜31上可以设置有第一窗口311和第二窗口312，其中：
所述第一窗口311，可以用于裸露出加热器的加热电极引脚和第一接地引脚；
所述第二窗口312，可以设置为第一形状；所述第一形状可以具有所述鱼骨结构21的镂空部分在所述隔离膜层3上垂直投影所形成的形状，用于裸露出腔体。
在本申请的示例性实施例中，所述第二窗口312可以为用于湿法刻蚀的窗口。
在本申请的示例性实施例中，隔离膜层3为绝缘膜，用于隔离加热器层3和气体检测电极层2，第一窗口311为加热器的电极引脚窗口，用于裸露出加热器的Pad(引脚)和接地引脚，第二窗口312为湿法刻蚀窗口。
在本申请的示例性实施例中，如图12所示，所述加热器层4可以设置有与所述鱼骨结构21形状对应的鱼骨形加热组件；所述鱼骨形加热组件可以包括：第二公共地41(即第一接地引脚A5)、加热器42(即条形加热电极部A321)和加热电极引脚43(即加热电极引脚A4)；
其中，第二公共地41可以设置于两个腔体之间，形成主骨，8个加热器42位于8个支骨处。
8个加热器42的一端与所述第二公共地41相连，8个加热器42的另一端分别与N个加热电极引脚43相连。
在本申请的示例性实施例中，图12给出了鱼骨形加热组件实施例示意图。其中，所述鱼骨形加热组件中的主骨的每一侧可以设置四个支骨，分别作为四个加热器，例如，主骨的第一侧可以设置有加热器421、422、423、424，主骨的第二侧可以设置有加热器425、426、427、428。
在本申请的示例性实施例中，与加热器421、422、423、424、425、426、427、428对应设置并连接的8个加热电极引脚为431、432、433、434、435、436、437、438。
在本申请的示例性实施例中，所有加热器共用一个地，所有的气敏材料构成的材料电阻并联，极大地减少了引线Pad的数量。
在本申请的示例性实施例中，传统的气体传感器中，每个气体传感器的加热部分和气体检测部分加起来一共四个Pad(引脚)，即共需四个电极引脚(2个加热电极引脚和2个气体检测电极引脚)，本申请实施例方案中8个气体传感器一共12个Pad，即共需12个电极引脚(8个加热电极引脚、2个气体检测电极引脚、两个公共地电极引脚)，极大地减少了Pad的数量，有利于引线和相关的电路设计。
在本申请的示例性实施例中，每个加热器(支骨)可设计成不同的宽度，在通过加热器Pad(即加热电极引脚)施加相同加热电压的时候，由于产生焦耳热不同，可以配合不同宽度的支骨获得相同或不同的加热温度。
已知通常半导体气敏材料在不同的工作温度下对不同气体的灵敏度不同，同一个传感器可能在300度对气体A的响应最好，而在400度时对气体B的响应最好，而目前前述的每种类型的气体传感器在应用中都会给其加热器施加一个固定的电压让气敏材料达到一定的温度，如果想要实现同时检测多种气体，则需要设置多个不同的气体传感器，并且需要不同的供电电压，因此当前的气体传感器利用率较低，并且在进行多种气体测量时成本较高，给实际应用带来很多麻烦。
在本申请的示例性实施例中，通过可编程工作，可以对输入的加热电压进行编程，可获得2N种不同的敏感电压输出，有助于应用于多种气体识别，拓展气体传感器的应用范围，并提高气体传感器的利用率。
在本申请的示例性实施例中，所述8个加热电极引脚中的任意一个或多个加热电极引脚可以进行组合，获取多种组合方式；
其中，每种组合方式中的加热电极引脚可以分别施加不同的加热电压，或者至少两个加热电极引脚施加相同的加热电压，以获得28种电压施加方式，相应获得28种加热温度。
在本申请的示例性实施例中，如图13所示，为鱼骨形可编程MEMS气体传感器的电压输入输出示意图。其中VH1、VH2、VH3、VH4、VH5、VH6、VH7和VH8为加热器上的加热电压，GND1为加热电压共用的地(即第二公共地41)，VS1和VS2为材料敏感电压(即第一公共气体检测电极引脚221和第二公共气体检测电极引脚222的电压)，可以分别由电压分量VS11、VS12、VS13、VS14(该四个分量电压为主骨211第一侧的四个支骨212上的气敏材料构成的材料电阻的分压)和VS25、VS26、VS27、VS28(该四个分量电压为主骨211第二侧的四个支骨212上的气敏材料构成的材料电阻的分压)构成，GND2为VS1、VS2共用的地(即第一公共地24)。
在本申请的示例性实施例中，如图14所示，为鱼骨形可编程MEMS气体传感器加热电路等效示意图。RH1、RH2、RH3、RH4、RH5、RH6、RH7、RH8为加热器的电阻，在VHN(N＝1，2，3，4……)通电时，RHN(N＝1，2，3，4……)上会产生焦耳热而将气敏材料加热到一定的工作温度。如VH1通电时，RH1上会产生焦耳热而使气敏材料111的电阻发生改变，而其它的材料电阻不变；又如VH1和VH6同时供电时，RH1和RH6上会产生焦耳热而分别使材料111和116的电阻发生改变。
在本申请的示例性实施例中，如图15所示，为鱼骨形可编程MEMS气体传感器中气体检测电路的第一种等效示意图，VS1和VS2为检测电压(即材料敏感电压)，VL1和VL2为测量电压，RL1和RL2为匹配电阻，RS1、RS2、RS3、RS4、RS5、RS6、RS7、RS8分别代表气敏材料111、112、113、114、115、116、117、118的电阻，当RS1、RS2、RS3、RS4中的任意一个电阻发生变化时，VS1改变，当RS5、RS6、RS7、RS8中的任意一个电阻发生变化时，VS2改变。
在本申请的示例性实施例中，如图16所示，为鱼骨形可编程MEMS气体传感器中气体检测电路的第二种等效示意图，可以将VS1和VS2接到一起，获得VS，并使用同一个匹配电阻和测量电压VL，当RS1、RS2、RS3、RS4、RS5、RS6、RS7、RS8中的任意一个电阻发生变化时，VS发生改变。
在本申请的示例性实施例中，假定对RHN(N＝1，2，3，4……)通电代表VHN(N＝1，2，3，4……)为高电平1(1为某固定正电压或某几个不同固定正电压的组合)，不通电代表低电平0，则可对加热器输入电压进行编程，如1000000可以代表只有VH1为高电平，10010001可以代表VH1、VH4和VH8为高电平，有00000000-11111111一共28种情况，意味着材料敏感电阻会有8！种不同的组合，同时会有28种不同的VS输出。通过检测VS1和VS2，或VS可达到气体检测或识别的目的。
在本申请的示例性实施例中，所述28种加热温度还可以与8个支骨上的一种或多种气敏材料可以进行任意组合，实现多种气体检测。
在本申请的示例性实施例中，如图17所示，所述支撑膜层5可以设置有第二绝缘膜51；所述第二绝缘膜51上可以开设有湿法刻蚀窗口。设置有第二形状52；所述第二形状52可以与第一形状相同。
在本申请的示例性实施例中，支撑膜层5同样可以为绝缘膜，第二绝缘膜51为支骨212的支撑膜，第二形状52可以为湿法刻蚀窗口，用于形成鱼骨形可编程MEMS气体传感器的结构形状并通过湿法的方式释放出结构。
在本申请的示例性实施例中，如图18所示，所述硅衬底层6可以设置有两个镂空槽(如第一镂空槽61和第二镂空槽62所示，可以分别对应前述的第一腔体和第二腔体)；
所述两个镂空槽可以以所述鱼骨结构21的主骨为中心相互对称设置。
在本申请的示例性实施例中，硅衬底层6可以为<100>晶向的硅衬底，61和62可以为湿法刻蚀形成的镂空槽。
另一方面，本申请实施例还提供了一种MEMS气体传感器的气体检测方法，所述MEMS气体传感器为上述任意一项所述的MEMS气体传感器；上述的MEMS气体传感器实施例方案中的任何实施例均适用于该气体检测方法实施例中，在此不再一一赘述。如图19所示，所述方法可以包括步骤S11和S12：
S11、在进行气体检测时，选择所述MEMS气体传感器中的任意一个或多个气体检测组件，对所述气体检测组件中的条形加热电极部施加加热电压。
S12、采集所述气体检测组件中第一检测电极部与第二检测电极部之间的电压值，根据采集得到的电压值，以实现对气体的检测，其中，对多个条形加热电极部施加加热电压时，每个条形加热电极部的电压相同或不同。
在本申请的示例性实施例中，所述多种不同气体至少可以包括2N(N为设置在支撑悬桥上的气体检测组件的数量，一个支撑悬桥上设置一组气体检测组件，N为正整数)种气体。
又一方面，本申请实施例还提供了一种MEMS气体传感器的制备方法，所述MEMS气体传感器为上述任意一项所述的MEMS气体传感器；如图20所示，所述方法可以包括步骤S21-S24：
S21、准备第一衬底，所述第一衬底为硅基衬底。
S22、在所述第一衬底的第一表面上形成支撑膜。
在本申请的示例性实施例中，所述在所述第一衬底的第一表面上形成支撑膜可以包括：
在所述硅基衬底的第一面沉积第一预设厚度的第一硅化合物的单层膜或复合膜作为所述支撑膜。
在本申请的示例性实施例中，所述方法还可以包括：在所述硅基衬底的第一面形成所述支撑膜后，在所述硅片的第二面沉积第二预设厚度的第二硅化合物作为保护膜。
S23、在所述支撑膜上形成气体检测部、加热电极引脚，第一接地引脚，检测电极引脚和第二接地引脚。
在本申请的示例性实施例中，如图21所示，所述在所述支撑膜上形成气体检测部、加热电极引脚，第一接地引脚，检测电极引脚和第二接地引脚可以包括步骤S231-S234：
S231、在所述支撑膜上形成气体检测部中的条形加热电极部、加热电极引脚和第一接地引脚。
在本申请的示例性实施例中，所述在所述支撑膜上形成气体检测部中的条形加热电极部、加热电极引脚和第一接地引脚可以包括：
在支撑膜上的一个或多个第一区域沉积第三预设厚度的金属体作为所述条形加热电极部，并在所述第一区域以外的一个或多个第二区域沉积第三预设厚度的金属体作为加热电极引脚和第一接地引脚。
S232、在所述第一衬底上所述条形加热电极部、所述加热电极引脚和第一接地引脚的上层形成隔离膜；所述条形加热电极部上的隔离膜构成条形加热电极部和条形检测电极部之间的绝缘层。
所述在所述第一衬底上所述条形加热电极部、所述加热电极引脚和第一接地引脚的上一层形成隔离膜可以包括：
在所述第一衬底上所述条形加热电极部、所述加热电极引脚和第一接地引脚的上一层沉积第四预设厚度的第三硅化合物作为隔离膜。
S233、在所述条形加热电极上方的绝缘层上形成条形检测电极部，并在所述隔离膜上非绝缘层的区域形成检测电极引脚和第二接地引脚；其中，所述条形检测电极部包括第一检测电极部和第二检测电极部；所述第一检测电极部与所述第二检测电极部之间设置有第一开口。
所述在所述条形加热电极上方的绝缘层上形成条形检测电极部，并在所述隔离膜上非绝缘层的区域形成检测电极引脚和第二接地引脚可以包括：
在所述绝缘层的第一部分上沉积第五预设厚度的导电体作为所述第一条形检测电极部；在所述绝缘层的第二部分上沉积第五预设厚度的导电体作为所述第二条形检测电极部；其中，所述绝缘层包括所述第一部分、所述第二部分和第三部分，所述第三部分位于所述第一部分和所述第二部分之间。
在本申请的示例性实施例中，在所述条形加热电极上方的绝缘层上形成条形检测电极部，并在所述隔离膜上非绝缘层的区域形成检测电极引脚和第二接地引脚之后，所述方法还可以包括：
对所述加热电极引脚和第一接地引脚上方的隔离膜进行加工，以露出所述加热电极引脚和所述第一接地引脚。
在本申请的示例性实施例中，所述对所述加热电极引脚和第一接地引脚上方的隔离膜进行加工可以包括：采用光刻工艺和/或干法刻蚀工艺对所述加热电极引脚和第一接地引脚上方的隔离膜进行加工。
S234、在所述第一开口之间设置气敏材料部。
S24、对所述支撑膜进行加工获取支撑悬桥，并在所述第一衬底的第一表面形成一个或多个腔体。
在本申请的示例性实施例中，所述对所述支撑膜进行加工获取支撑悬桥可以包括：
在所述支撑膜上采用预设化合物的各向异性刻蚀液释放出至少两个镂空形状，以在两个镂空形状之间形成所述支撑悬桥。
在本申请的示例性实施例中，所述在所述第一衬底的第一表面形成一个或多个腔体可以包括：
在所述第一衬底上采用预设化合物的各向异性刻蚀液释放出所述腔体。
在本申请的示例性实施例中，下面给出一个制备MEMS气体传感器每一层的详细方法实施例。
在本申请的示例性实施例中，如图22所示，依次制备：硅衬底层、支撑膜层、加热器层、隔离膜层、气体检测电极层和气敏材料层，可以包括步骤S31-S39：
S31、选取硅衬底制作第一衬底；该第一衬底可以包括但不限于硅衬底层；所述硅衬底可以包括：单抛或双抛硅片。
在本申请的示例性实施例中，可以选取<100>晶向的单抛或双抛硅圆片作为衬底。
S32、在所述第一衬底的第一面沉积第一预设厚度的第一硅化合物的单层膜或复合膜作为支撑膜，形成支撑膜层；在所述第一衬底的第二面沉积第二预设厚度的第二硅化合物作为保护膜。
在本申请的示例性实施例中，所述第一预设厚度可以包括：1.5-2.5微米；所述第一硅化合物可以包括：氧化硅和氮化硅；所述第二预设厚度可以包括：200-500纳米；所述第二硅化合物可以包括：氮化硅。
在本申请的示例性实施例中，可以在硅片的正面(即上述的第一面，通常为抛光面，也可以为非抛光面)采用PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition等离子增强化学气相沉积)或LPCVD(low pressure chemical vapor deposition低压化学气相沉积)沉积第一硅化合物(如氧化硅和氮化硅)的单层膜或复合膜作为支撑膜，总厚度(即上述的第一预设厚度)可以为2微米。
在本申请的示例性实施例中，可以在硅片的背面(即上述的第二面，通常为非抛光面，也可以为抛光面)采用PECVD或LPCVD沉积200-500纳米(第二预设厚度)的第二硅化合物(如氮化硅)作为湿法刻蚀的保护膜。
在本申请的示例性实施例中，该保护膜可以设置于第一衬底的一面或多面。
S33、在支撑膜上沉积第三预设厚度的金属体作为加热器，形成加热器层。
在本申请的示例性实施例中，所述第三预设厚度可以包括：150-250纳米；所述金属体材料可以包括：铂。
在本申请的示例性实施例中，可以采用光刻工艺和金属镀膜工艺在支撑膜上面沉积第三预设厚度(如200纳米)的金属体(如铂)作为形成加热器。
在本申请的示例性实施例中，光刻工艺可以是紫外光刻，镀膜工艺可以是电子束蒸发镀膜或者磁控溅射镀膜。
S34、在所述加热器层上沉积第四预设厚度的第三硅化合物作为隔离膜，形成隔离膜层。
在本申请的示例性实施例中，所述第四预设厚度可以包括：350-500纳米；所述第三硅化合物可以包括：氮化硅。
在本申请的示例性实施例中，可以采用PECVD沉积第四预设厚度(如350-500纳米)的第三硅化合物(如氮化硅)作为隔离膜。
S35、在隔离膜上沉积第五预设厚度的导电体作为气体检测电极，形成气体检测电极层。
在本申请的示例性实施例中，所述第五预设厚度可以包括：150-250纳米；所述金属体可以包括：铂或金。
在本申请的示例性实施例中，可以采用如步骤S233所述工艺在隔离膜上制作气体检测电极层，即在隔离膜上沉积第五预设厚度(如200纳米)的导电体作为检测电极，检测电极材料可以是铂或金。
S36、在所述隔离膜上进行加工，以露出加热器的加热电极区域。
在本申请的示例性实施例中，可以采用光刻工艺和干法刻蚀工艺进行加工以露出加热器的加热电极区域。
在本申请的示例性实施例中，干法刻蚀工艺可以是反应离子刻蚀(RIE)或者感应耦合等离子体刻蚀(ICP-Etch)。
S37、采用预设加工工艺在所述隔离膜上加工出所述鱼骨结构的主骨和支骨。
在本申请的示例性实施例中，所述预设加工工艺可以包括：光刻工艺和/或干法刻蚀工艺。
在本申请的示例性实施例中，可以采用光刻工艺和干法刻蚀工艺(RIE或ICP-Etch)形成鱼骨形可编程气体传感器的主骨和支骨结构。
S38、在所述隔离膜和所述支撑膜上采用预设化合物的各向异性刻蚀液释放出所述鱼骨结构垂直投影的形状，并在硅衬底上形成镂空槽。
在本申请的示例性实施例中，所述预设化合物可以包括：氢氧化钾或四甲基氢氧化铵硅。
在本申请的示例性实施例中，可以采用氢氧化钾(KOH)或四甲基氢氧化铵(TMAH)溶液等硅的各向异性刻蚀液释放出主骨和支骨结构，同时在硅衬底上形成镂空槽。
S39、在所述电极检测位点上加载气敏材料。
在本申请的示例性实施例中，在电极检测位点处可以加载半导体气敏材料，如氧化锡、氧化铟、氧化钨、氧化锌等。
再一方面，本申请实施例还提供了一种MEMS气体传感器阵列B，如图23所示，所述MEMS传感器阵列包括多个上述任一项所述的气体传感器。
在本申请的示例性实施例中，该气体传感器阵列B可以由多个气体传感器设备构成，其中，至少一个气体传感器设备为本申请所述的气体传感器。
本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明实施例的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明实施例的权利要求范围当中。

Claims (16)

1.一种MEMS气体传感器，其特征在于，包括：在第一表面开设有腔体的第一衬底，设置于腔体开口处的N个气体检测组件，N为大于1的整数；其中：
每个所述气体检测组件包括：架设在所述腔体开口第一边缘与第二边缘的支撑悬桥，以及设置于所述支撑悬桥上远离所述腔体一侧的气体检测部，其中：所述气体检测部包括依次叠设的条形加热电极部、绝缘层、条形检测电极部以及气敏材料部，所述条形检测电极部包括第一检测电极部和第二检测电极部，所述第一检测电极部与第二检测电极部之间设置有第一开口，所述气敏材料部设置于所述第一开口位置处，所述气敏材料部的第一端与所述第一检测电极部连接，所述气敏材料部的第二端与所述第二检测电极部连接；
每个所述气体检测组件还包括设置于所述第一衬底上的加热电极引脚、第一接地引脚、检测电极引脚和第二接地引脚，所述加热电极引脚与所述条形加热电极部的第一端连接，所述条形加热电极部的第二端与所述第一接地引脚连接，所述第一检测电极部的第一端与所述气敏材料部的第一端连接，所述第一检测电极部的第二端与所述检测电极引脚连接，所述第二检测电极部的第一端与所述气敏材料部的第二端连接，所述第二检测电极部的第二端与所述第二接地引脚连接，N个气体检测组件的条形检测电极部共用检测电极引脚；所述N个气体检测组件的气敏材料部中的气敏材料形成N个并联在一起的材料电阻，N个气体检测组件的条形检测部共用的检测电极引脚输出该N个并联的材料电阻的气体检测电压；不同气体检测组件的条形加热电极部获得不同的加热温度；
其中，所述加热电极引脚用于输入编程后的加热电压，所述编程后的加热电压采用N位数字序列表示对相应的条形加热电极部施加加热电压；所述N位数字序列中的每一位数字分别与一个条形加热电极部对应，每一位数字包括两种取值，分别代表对于该位所对应的条形加热电极部施加加热电压和不施加加热电压；N位数字序列的不同数值组合表示2N种电压施加方式，对应2N种加热温度；所述2N种加热温度与所述N个气体检测组件中的气敏材料部所采用的一种或多种气敏材料组合，N个气体检测组件的条形检测部共用的检测电极引脚输出2N种气体检测电压，根据所述2N种气体检测电压进行气体的检测。
2.根据权利要求1所述的MEMS气体传感器，其特征在于，所述腔体包括一个或多个；其中：
任意一个腔体的腔体开口的不同位置处分别设置气体检测组件；或者，
任意多个腔体中每个腔体的腔体开口的不同位置处分别设置气体检测组件；或者，
任意多个腔体中每个腔体的腔体开口处设置一个气体检测组件；或者，
任意一个腔体的腔体开口处设置一个气体检测组件。
3.根据权利要求1或2所述的MEMS气体传感器，其特征在于，所述腔体包括一个或多个，任意一个腔体的腔体开口处的多个气体检测组件共用引脚，或者任意多个腔体的腔体开口处的多个气体检测组件共用引脚，所述多个气体检测组件共用引脚包括以下方式中的一种或多种：
所述多个气体检测组件的条形加热电极部共用所述第一接地引脚；
所述多个气体检测组件的条形检测电极部共用所述第二接地引脚。
4.根据权利要求3所述的MEMS气体传感器，其特征在于，所述任意多个腔体的腔体开口处的多个气体检测组件共用引脚，包括：
所述任意多个腔体中的第一腔体的腔体开口处的m个气体检测组件与所述任意多个腔体中的第二腔体的腔体开口处的n个气体检测组件共用第一接地引脚和第二接地引脚，m和n均为正整数。
5.根据权利要求4所述的MEMS气体传感器，其特征在于，
所述m个气体检测组件共用第一检测电极引脚，所述n个气体检测组件共用第二检测电极引脚；或者，
所述m个气体检测组件和n个气体检测组件共用一个检测电极引脚。
6.根据权利要求2所述的MEMS气体传感器，其特征在于：
N个气敏材料部采用的气敏材料均不相同；或者，
至少两个气敏材料部采用的气敏材料相同。
7.根据权利要求1所述的MEMS气体传感器，其特征在于，
所述第一表面开设有第一腔体和第二腔体，每个腔体开口处分别设置有多个气体检测组件，一个第一接地引脚和一个第二接地引脚均设置于两个腔体之间，并设置于不同层中，两个腔体开口处的检测电极部共用第二接地引脚，两个腔体开口处的加热电极部共用第一接地引脚，一个腔体开口处的多个检测电极部共用一个检测电极引脚，或者第一腔体和第二腔体开口处的多个检测电极部共用一个检测电极引脚。
8.根据权利要求7所述的MEMS气体传感器，其特征在于，两个腔体开口处设置的支撑悬桥共同构成鱼骨形。
9.根据权利要求2所述的MEMS气体传感器，其特征在于，所述腔体包括多个时，所述多个腔体的分布方式包括：按照预设的几何图形阵列分布。
10.根据权利要求2或8所述的MEMS气体传感器，其特征在于，腔体开口处的多个支撑悬桥的分布方式包括：按照预设的图形阵列分布。
11.根据权利要求10所述的MEMS气体传感器，其特征在于，一个腔体开口处的多个支撑悬桥对称分布时，环绕组成镜面对称形。
12.根据权利要求1所述的MEMS气体传感器，其特征在于，多个气体检测组件的多个条形加热电极部的宽度不同。
13.一种MEMS气体传感器的气体检测方法，其特征在于，所述MEMS气体传感器为权利要求1-12任意一项所述的MEMS气体传感器；所述方法包括：
在进行气体检测时，选择所述MEMS气体传感器中的任意多个气体检测组件，对所述气体检测组件中的条形加热电极部施加加热电压，通过共用的检测电极引脚采集所述气体检测组件中第一检测电极部与第二检测电极部之间的电压值，根据采集得到的电压值，以实现对气体的检测，其中，对多个条形加热电极部施加加热电压时，条形加热电极部的电压相同或不同；
其中，所述对所述气体检测组件中的条形加热电极部施加加热电压，包括：
通过加热电极引脚输入编程后的加热电压，所述编程后的加热电压采用N位数字序列表示对相应的条形加热电极部施加加热电压，N为大于1的整数；所述N位数字序列中的每一位数字分别与一个条形加热电极部对应，每一位数字包括两种取值，分别代表对于该位所对应的条形加热电极部施加加热电压和不施加加热电压；N位数字序列的不同数值组合表示2N种电压施加方式，对应2N种加热温度；所述2N种加热温度与所述N个气体检测组件中的气敏材料部所采用的一种或多种气敏材料组合，N个气体检测组件的条形检测部共用的检测电极引脚输出2N种气体检测电压，根据所述2N种气体检测电压进行气体的检测。
14.一种MEMS气体传感器阵列，其特征在于，所述传感器阵列包括多个如权利要求1-12任意一项所述的MEMS气体传感器。
15.一种MEMS气体传感器的制备方法，其特征在于，所述MEMS气体传感器为权利要求1-12任意一项所述的MEMS气体传感器；所述方法包括：
准备第一衬底；
在所述第一衬底的第一表面开设腔体，在所述腔体开口处形成N个气体检测组件，N为大于1的整数；每个所述气体检测组件包括：架设在所述腔体开口第一边缘与第二边缘的支撑悬桥，以及设置于所述支撑悬桥上远离所述腔体一侧的气体检测部，其中：所述气体检测部包括依次叠设的条形加热电极部、绝缘层、条形检测电极部以及气敏材料部，所述条形检测电极部包括第一检测电极部和第二检测电极部，所述第一检测电极部与第二检测电极部之间设置有第一开口，所述气敏材料部设置于所述第一开口位置处，所述气敏材料部的第一端与所述第一检测电极部连接，所述气敏材料部的第二端与所述第二检测电极部连接；
每个所述气体检测组件还包括设置于所述第一衬底上的加热电极引脚、第一接地引脚、检测电极引脚和第二接地引脚，所述加热电极引脚与所述条形加热电极部的第一端连接，所述条形加热电极部的第二端与所述第一接地引脚连接，所述第一检测电极部的第一端与所述气敏材料部的第一端连接，所述第一检测电极部的第二端与所述检测电极引脚连接，所述第二检测电极部的第一端与所述气敏材料部的第二端连接，所述第二检测电极部的第二端与所述第二接地引脚连接，多个气体检测组件的条形检测电极部共用检测电极引脚；
其中，所述加热电极引脚用于输入编程后的加热电压，所述编程后的加热电压采用N位数字序列表示对相应的条形加热电极部施加加热电压；所述N位数字序列中的每一位数字分别与一个条形加热电极部对应，每一位数字包括两种取值，分别代表对于该位所对应的条形加热电极部施加加热电压和不施加加热电压；N位数字序列的不同数值组合表示2N种电压施加方式，对应2N种加热温度；所述2N种加热温度与所述N个气体检测组件中的气敏材料部所采用的一种或多种气敏材料组合，N个气体检测组件的条形检测部共用的检测电极引脚输出2N种气体检测电压，根据所述2N种气体检测电压进行气体的检测。
16.根据权利要求15所述的MEMS气体传感器的制备方法，其特征在于，所述在所述第一衬底的第一表面开设腔体，在所述腔体开口处形成气体检测组件，包括：
在所述第一衬底的第一表面上形成支撑膜；
在所述支撑膜上形成气体检测部、第一加热电极引脚、第二加热电极引脚、第一检测电极引脚和第二检测电极引脚；
对所述支撑膜进行加工获取支撑悬桥，并在所述第一衬底的第一表面形成一个或多个腔体。
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