JP7443618B2 - Ｍｅｍｓガスセンサー、及びそのアレイ、製造方法 - Google Patents

Ｍｅｍｓガスセンサー、及びそのアレイ、製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7443618B2
JP7443618B2 JP2023500116A JP2023500116A JP7443618B2 JP 7443618 B2 JP7443618 B2 JP 7443618B2 JP 2023500116 A JP2023500116 A JP 2023500116A JP 2023500116 A JP2023500116 A JP 2023500116A JP 7443618 B2 JP7443618 B2 JP 7443618B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sensing electrode
gas
sensing
mems
section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2023500116A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2023517402A (ja
Inventor
シュー，レイ
シエ，ドンチェン
チェン，ドンリャン
Original Assignee
ウィーナー カンパニー リミテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ウィーナー カンパニー リミテッド filed Critical ウィーナー カンパニー リミテッド
Publication of JP2023517402A publication Critical patent/JP2023517402A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7443618B2 publication Critical patent/JP7443618B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
    • G01N33/0031—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector comprising two or more sensors, e.g. a sensor array
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
    • G01N27/128—Microapparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B7/00—Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems
    • B81B7/0083—Temperature control
    • B81B7/009—Maintaining a constant temperature by heating or cooling
    • B81B7/0096—Maintaining a constant temperature by heating or cooling by heating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B7/00—Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems
    • B81B7/02—Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems containing distinct electrical or optical devices of particular relevance for their function, e.g. microelectro-mechanical systems [MEMS]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B7/00—Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems
    • B81B7/04—Networks or arrays of similar microstructural devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00015—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
    • B81C1/00261—Processes for packaging MEMS devices
    • B81C1/00301—Connecting electric signal lines from the MEMS device with external electrical signal lines, e.g. through vias
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00642—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for improving the physical properties of a device
    • B81C1/0069—Thermal properties, e.g. improve thermal insulation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/20—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity
    • G01N25/48—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on solution, sorption, or a chemical reaction not involving combustion or catalytic oxidation
    • G01N25/4873—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on solution, sorption, or a chemical reaction not involving combustion or catalytic oxidation for a flowing, e.g. gas sample
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
    • G01N27/125—Composition of the body, e.g. the composition of its sensitive layer
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0073—Control unit therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/02—Sensors
    • B81B2201/0214—Biosensors; Chemical sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/02—Sensors
    • B81B2201/0292—Sensors not provided for in B81B2201/0207 - B81B2201/0285

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)

Description

本願は２０２０年３月２６日に中国特許庁に提出された、出願番号が２０２０１０２２２３１０．３であり、発明名称が「ＭＥＭＳガスセンサー、及びそのアレイ、製造方法」である中国特許出願の優先権を要求し、その内容は引用の方式で本願に取り込まれるように理解されるべきである。
本願はガス検知の技術分野に関するが、それに限らず、特にＭＥＭＳガスセンサー、及びそのアレイ、製造方法を指す。
匂いの識別はガスセンサーの重要な適用分野の１つである。金属酸化物半導体式ガスセンサーはその低消費電力、低コスト、高集積度、複数種のガスに対する良好な応答等の優れた特性により、匂い識別装置に幅広く適用される。ＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、金属酸化物半導体）類ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ－Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ、微小電気機械システム）ガスセンサーは、主に閉鎖膜式と懸濁膜式に基づく研究が多く、前者は比較的高い機械強度を有し、後者は比較的速い熱応答速度を有する。しかし、上記タイプのガスセンサーには依然として消費電力が比較的高いという問題が存在する。
以下は、本明細書に記載されるテーマに対する概要である。本概要は特許請求の範囲の保護範囲を限定するものではない。
本開示の実施例はＭＥＭＳガスセンサー、及びそのアレイ、製造方法を提供する。
一態様で、本開示の実施例はＭＥＭＳガスセンサーを提供し、第１表面に第１キャビティーが開設される第１基板と、第１キャビティーの開口に設置されるＮ個のガス検知アセンブリと、を備えてもよく、Ｎ≧２であり、Ｎが正整数であり、
各ガス検知アセンブリは、サポートアーム及び前記サポートアームに設置されるガス検知部を含み、前記ガス検知部は順に積層設置されるストリップ加熱電極部、絶縁層、ストリップ検知電極部及びガス感応材料部を含み、前記ストリップ検知電極部は第１検知電極部及び第２検知電極部を含み、前記第１検知電極部と第２検知電極部との間に第１開口が設置され、前記ガス感応材料部は前記第１開口の位置に設置され、前記ガス感応材料部の第１端は前記第１検知電極部に接続され、前記ガス感応材料部の第２端は前記第２検知電極部に接続され、
各の前記ガス検知アセンブリにおけるストリップ加熱電極部は順に接続され、１つのヒーターを構成する。
他の態様で、本開示の実施例は、複数の上記のいずれか１つのＭＥＭＳガスセンサーを含むＭＥＭＳガスセンサーアレイを提供する。
更に他の態様で、本開示の実施例はＭＥＭＳガスセンサーの製造方法を提供し、前記ＭＥＭＳガスセンサーは上記のいずれか１つのＭＥＭＳガスセンサーであり、前記方法は、
第１基板を用意することと、
第１基板の第１表面においてＮ個のガス検知アセンブリを製造し、Ｎ≧２であり、Ｎが正整数であり、前記ガス検知アセンブリは、サポートアーム及び前記サポートアームに設置されるガス検知部を含み、前記ガス検知部は順に積層設置されるストリップ加熱電極部、絶縁層、ストリップ検知電極部及びガス感応材料部を含み、前記ストリップ検知電極部は第１検知電極部及び第２検知電極部を含み、前記第１検知電極部と第２検知電極部との間に第１開口が設置され、前記ガス感応材料部は前記第１開口の位置に設置され、前記ガス感応材料部の第１端は前記第１検知電極部に接続され、前記ガス感応材料部の第２端は前記第２検知電極部に接続され、各の前記ガス検知アセンブリにおけるストリップ加熱電極部は順に接続され、１つのヒーターを構成することと、を含んでもよい。
図面及び詳細の説明を読んで理解した後、他の方面を理解できる。
図１は本開示の１つの例示的な実施例におけるＭＥＭＳガスセンサーのキャビティー部分の断面図である。 図２は本開示の１つの例示的な実施例におけるＭＥＭＳガスセンサーの上面図である。 図３は本開示の例示的な実施例における２つのガス検知アセンブリにおけるストリップ検知電極部が１ペアの第１検知電極ピン及び第２検知電極ピンを共用する構造模式図である。 図４（ａ）は本開示の例示的な実施例の第１検知電極部と前記第２検知電極部からなる第１種の形状の模式図である。 図４（ｂ）は本開示の例示的な実施例の第１検知電極部と前記第２検知電極部からなる第２種の形状の模式図である。 図４（ｃ）は本開示の例示的な実施例の第１検知電極部と前記第２検知電極部からなる第３種の形状の模式図である。 図４（ｄ）は本開示の例示的な実施例の第１検知電極部と前記第２検知電極部からなる第４種の形状の模式図である。 図４（ｅ）は本開示の例示的な実施例の第１検知電極部と前記第２検知電極部からなる第５種の形状の模式図である。 図４（ｆ）は本開示の例示的な実施例の第１検知電極部と前記第２検知電極部からなる第６種の形状の模式図である。 図４（ｇ）は本開示の例示的な実施例の第１検知電極部と前記第２検知電極部からなる第７種の形状の模式図である。 図４（ｈ）は本開示の例示的な実施例の第１検知電極部と前記第２検知電極部からなる第８種の形状の模式図である。 図４（ｉ）は本開示の例示的な実施例の第１検知電極部と前記第２検知電極部からなる第９種の形状の模式図である。 図４（ｊ）は本開示の例示的な実施例の第１検知電極部と前記第２検知電極部からなる第１０種の形状の模式図である。 図５は本開示の例示的な実施例の１つのｍ字型のガス検知アセンブリの構造模式図である。 図６は本開示の例示的な実施例の２ペアの第１検知電極セグメントと第３検知電極セグメントからなるＶ字型の形状のＭＥＭＳガスセンサーの構造模式図である。 図７ａは本開示の例示的な実施例の第１形状が丸鋸歯形である場合の構造模式図である。 図７ｂは本開示の例示的な実施例の第１形状が丸鋸歯形である場合の他の構造模式図である。 図８は本開示の例示的な実施例の第１形状が丸鋸歯形である場合の別の構造模式図である。 図９は本開示の例示的な実施例の第１形状が丸鋸歯形である場合の更なる構造模式図である。 図１０は本開示の例示的な実施例の第１形状が複数のｍ字型の頂端の波打つ形状からなる場合の模式図である。 図１１は本開示の例示的な実施例の第１形状が複数のｎ字型の頂端の凸形からなる場合の模式図である。 図１２は本開示の例示的な実施例の第１形状が複数の類ｎ字型の頂端の凹形からなる場合の模式図である。 図１３は本開示の例示的な実施例の第１キャビティーが複数である場合の模式図である。 図１４は本開示の例示的な実施例の第１キャビティーが複数である時に、複数の第１キャビティーの開口でのヒーターが１つの総ヒーターを構成する場合の模式図である。 図１５は本開示の例示的な実施例の正多角形のＭＥＭＳガスセンサーの構造透視図である。 図１６は本開示の例示的な実施例の正六角形のＭＥＭＳガスセンサーの温度分布シミュレーション結果の模式図である。 図１７は本開示の例示的な実施例の正六角形のＭＥＭＳガスセンサーの６つのガス感応材料の分布の模式図である。 図１８は本開示の例示的な実施例の正六角形のＭＥＭＳガスセンサーのガス検知電極層の模式図である。 図１９は本開示の例示的な実施例の正六角形のＭＥＭＳガスセンサーの隔離膜層の模式図である。 図２０は本開示の例示的な実施例の正六角形のＭＥＭＳガスセンサーのヒーター層の模式図である。 図２１は本開示の例示的な実施例の正六角形のＭＥＭＳガスセンサーの支持膜層の模式図である。 図２２は本開示の例示的な実施例の正六角形のＭＥＭＳガスセンサーの基板層の模式図である。 図２３は本開示の例示的な実施例のＭＥＭＳガスセンサーアレイの構成模式図である。 図２４は本開示の例示的な実施例のＭＥＭＳガスセンサーの製造方法のフローチャートである。 図２５は本開示の例示的な実施例の支持膜においてガス検知部、第１加熱電極ピン、第２加熱電極ピン、第１検知電極ピン及び第２検知電極ピンを製造する方法のフローチャートである。 図２６は本開示の例示的な実施例のＭＥＭＳガスセンサーの各層を製造する方法のフローチャートである。
本文は複数の実施例を説明するが、該説明は例示的なものであり、制限のためのものではない。特に制限しない限り、いかなる実施例のいかなる特徴又は要素は、いかなる他の実施例におけるいかなる他の特徴又は要素とを組合わせて使用でき、又はいかなる他の実施例におけるいかなる他の特徴又は要素を替えることができる。
１つの例示的な実施例において、ＭＥＭＳガスセンサーＡを提供し、図１、図２に示すように、第１表面に第１キャビティーＡ１が開設される第１基板Ａ２と、第１キャビティーの開口に設置されるＮ個のガス検知アセンブリＡ３と、を備えてもよく、Ｎ≧２であり、Ｎが正整数であり、
各ガス検知アセンブリＡ３は、サポートアームＡ３１及び前記サポートアームＡ３１に設置されるガス検知部Ａ３２を含んでもよく、前記ガス検知部Ａ３２は順に積層設置されるストリップ加熱電極部Ａ３２１、絶縁層Ａ３２２、ストリップ検知電極部Ａ３２３及びガス感応材料部Ａ３２４を含んでもよく、前記ストリップ検知電極部Ａ３２３は第１検知電極部Ａ３２３－１及び第２検知電極部Ａ３２３－２を含んでもよく、前記第１検知電極部Ａ３２３－１と第２検知電極部Ａ３２３－２との間に第１開口Ａ３２５が設置され、前記ガス感応材料部Ａ３２４は前記第１開口Ａ３２５の位置に設置され、前記ガス感応材料部Ａ３２４の第１端は前記第１検知電極部Ａ３２３－１に接続され、前記ガス感応材料部Ａ３２４の第２端は前記第２検知電極部Ａ３２３－２に接続され、
各の前記ガス検知アセンブリＡ３におけるストリップ加熱電極部Ａ３２１は順に接続され、１つのヒーターＡ８を構成する。
１つの例示的な実施例において、前記各ガス検知アセンブリＡ３におけるストリップ加熱電極部Ａ３２１が順に接続されて１つのヒーターＡ８を構成することは、前記Ｎ個のガス検知アセンブリＡ３におけるＮ個のストリップ加熱電極部Ａ３２１が共通で一緒に接続されて１つのヒーターを形成することを指し、下記の状況１、状況２のうちのいずれか１つを含む。
状況１
前記第１基板Ａ２の第１表面には１つ又は複数のキャビティーが開設され、少なくとも１つのキャビティーは上記第１キャビティーＡ１であり、第１キャビティーＡ１におけるＮ個のガス検知アセンブリＡ３におけるストリップ加熱電極部Ａ３２１は順に接続され、１つのヒーターＡ８を構成する。
状況２
前記第１基板Ａ２の第１表面には複数の第１キャビティーＡ１が開設され、一部又は全部の第１キャビティーＡ１におけるすべてのガス検知アセンブリＡ３におけるストリップ加熱電極部Ａ３２１は順に接続され、１つのヒーターＡ８を構成する。
上記の順に接続されることは、位置関係に基づいて順に接続されることであってもよく、即ち、隣接するガス検知アセンブリにおけるストリップ加熱電極部は一緒に接続され、位置関係によらない接続は除外されない。
１つの例示的な実施例において、前記Ｎ個のガス検知アセンブリＡ３におけるガス検知部Ａ３２は対称的に設置されてもよい。
１つの例示的な実施例において、前記ストリップ検知電極部Ａ３２３は第１検知電極部Ａ３２３－１及び第２検知電極部Ａ３２３－２を含んでもよく、前記第１検知電極部Ａ３２３－１と第２検知電極部Ａ３２３－２との間に第１開口Ａ３２５が設置され、前記ガス感応材料部Ａ３２４は前記第１開口Ａ３２５の位置に設置され、前記ガス感応材料部Ａ３２４の第１端は前記第１検知電極部Ａ３２３－１に接続され、前記ガス感応材料部Ａ３２４の第２端は前記第２検知電極部Ａ３２３－２に接続される。
１つの例示的な実施例において、該サポートアームＡ３１は第１基板Ａ２に形成される支持膜の一部であってもよく、即ち支持膜は第１キャビティーの開口での領域に架設される。
１つの例示的な実施例において、第１基板Ａ２の第１表面に開設される第１キャビティーＡ１は１つ又は複数であってもよく、各第１キャビティーＡ１の開口に設置されるガス検知アセンブリＡ３は複数であってもよく、対応的に、各第１キャビティーＡ１に架設されるサポートアームＡ３１は複数であってもよい。本文は第１キャビティーＡ１、サポートアームＡ３１の数量を制限しない。
１つの例示的な実施例において、複数のガス検知アセンブリＡ３は対称的に設置されてもよく、非対称的に設置されてもよい。各ガス検知アセンブリＡ３自体は対称的に設置されてもよく、非対称的に設置されてもよい。
本文の例示的な実施例において、第１キャビティーＡ１のサイズ、形状及び形成位置はいずれも制限されない。
本文の例示的な実施例において、サポートアームＡ３１のサイズ（例えば、幅）は制限されない。
本開示の例示的に実施例に記載のＭＥＭＳガスセンサーは、ＭＥＭＳプロセスにより製造され、単一プロセスセンサーの製造パッケージングを実現し、ガスセンサー大量製造過程は簡単化され、コストは大幅に低減され、効率は向上し、製造周期は短縮され、センサーの一致性と安定性の向上に役立つ。ストリップサポートアーム構造を採用して、センサーの有効領域をストリップサポートアームに製作することにより、蛇行巻き、らせん巻き、又は折返し巻きのヒーター構造及び櫛型電極構造を省略し、ガスセンサーの消費電力を大幅に低減し、熱応答時間を減少することができる。特に、Ｎ個のストリップサポートアームにおけるガス検知部Ａ３２は対称的に設置される場合、熱応答速度を向上させ、消費電力を低減することができる。ガス検知アセンブリにおけるＮ個のサポートアームは安定な多角形を構成する場合、加熱電極部は通電した後、特にガス感応材料を比較的高い温度に加熱する必要がある時、比較的良い支持性と安定性を確保し、高温による構造変形による熱応答速度への影響を回避することができる。また、Ｎ個のストリップ加熱電極部は１つの閉ループのヒーターを共用するため、Ｎ－１個のヒーターを減少し、それによりヒーターの金属線から伝導された熱量が少なくなり、消費電力が低減し、そしてヒーターの占める面積を効果的に減少でき、ガスセンサーの集積度を向上させることができる。
１つの例示的な実施例において、前記ＭＥＭＳガスセンサーＡは、前記第１基板Ａ２に設置される第１加熱電極ピンＡ４、第２加熱電極ピンＡ５を更に備えてもよく、
前記第１加熱電極ピンＡ４は前記ヒーターＡ８の第１端に接続され、前記第２加熱電極ピンＡ５は前記ヒーターＡ８の第２端に接続され、それにより加熱回路を形成する。
１つの例示的な実施例において、前記ＭＥＭＳガスセンサーＡは、前記第１基板Ａ２に設置される１つ又はＮ個の第１検知電極ピンＡ６及び１つ又はＮ個の第２検知電極ピンＡ７を更に備えてもよく、
第１検知電極部Ａ３２３－１の第１端は前記ガス感応材料部Ａ３２４の第１端に接続され、前記第１検知電極部Ａ３２３－１の第２端は１つの第１検知電極ピンＡ６に接続され、第２検知電極部Ａ３２３－２の第１端は前記ガス感応材料部Ａ３２４の第２端に接続され、前記第２検知電極部Ａ３２３－２の第２端は１つの第２検知電極ピンＡ７に接続され、それにより検知回路を形成する。即ち、１つの第１検知電極部の第１端は１つのガス感応材料部の第１端に接続され、該第１検知電極部の第２端は１つの第１検知電極ピンに接続され、１つの第２検知電極部の第１端は１つのガス感応材料部の第２端に接続され、該第２検知電極部の第２端は１つの第２検知電極ピンに接続される。
１つの例示的な実施例において、図２に示すように、Ｎ個のガス検知アセンブリＡ３はＮペアの検知電極ピンを含んでもよく、各ペアの検知電極ピンは１つの第１検知電極ピンＡ６及び１つの第２検知電極ピンＡ７を含み、以下ではＮペアの第１検知電極ピンＡ６及び第２検知電極ピンＡ７と称する。
前記Ｎペアの第１検知電極ピンＡ６及び第２検知電極ピンＡ７は、それぞれＮ個のガス検知アセンブリＡ３における第１検知電極部Ａ３２３－１及び第２検知電極部Ａ３２３－２に接続される。例えば、第１検知電極ピンＡ６は第１検知電極部Ａ３２３－１に接続され、第２検知電極ピンＡ７は第２検知電極部Ａ３２３－２に接続される。
１つの例示的な実施例において、各ガス検知部Ａ３２はそれぞれ対応的に１ペアの検知電極ピンを設置してもよく、第１検知電極ピンＡ６及び第２検知電極ピンＡ７を含む。第１検知電極ピンＡ６及び第２検知電極ピンＡ７のうち、１つはグランドピンであってもよく、他の１つは電圧ピンであってもよく、又は、１つは正極ピンであり、他の１つは負極ピンである。
１つの例示的な実施例において、１つの第１キャビティーＡ１の開口に設置される全部のストリップ検知電極部Ａ３２３における任意の複数のストリップ検知電極部Ａ３２３は、１ペアの第１検知電極ピンＡ６及び第２検知電極ピンＡ７を共用でき、即ち、複数の第１検知電極部の第２端は１つの第１検知電極ピンに接続され、及び／又は、複数の第２検知電極部の第２端は１つの第２検知電極ピンに接続される。図３に示すように、図３は２つのガス検知アセンブリにおけるストリップ検知電極部Ａ３２３が１ペアの第１検知電極ピンＡ６及び第２検知電極ピンＡ７を共用する実施例を示す。図３における点線枠ａと点線枠ｂで囲まれる２つのガス検知アセンブリにおけるストリップ検知電極部Ａ３２３は第１検知電極ピンＡ６－１及び第２検知電極ピンＡ７－１を共用する（実際にＡ６－１とＡ７－１を形成する際に、これらの２つのピンが交差する領域に絶縁膜を設置することができる）。図３におけるピンの接続方式は一例に過ぎず、前記ピンは外部回路との接続に用いられる。ストリップ検知電極部と検知電極ピンとの間は、直接に接続されてもよく、又はリードを介して接続されてもよい。１つの例示的な実施例において、１つの第１キャビティーＡ１の開口に設置される全部のストリップ検知電極部Ａ３２３における１組又は複数組は、１ペアの第１検知電極ピンＡ６及び第２検知電極ピンＡ７を共用でき、また、第１検知電極ピンＡ６及び第２検知電極ピンＡ７を他のストリップ検知電極部Ａ３２３共用しない少なくとも１つのストリップ検知電極部Ａ３２３を含んでもよい。
ヒーターは検知電極部の下層に位置する加熱部、及び加熱電極ピンに接続されるリードアウト部を含んでもよい。図２及び図３に示すように、リードアウト部は検知電極部とサポートアームを共用できる。又は、図６及び図７ａに示すように、リードアウト部は自体のサポートアームを備えてもよい。ヒーターを加熱部とリードアウト部に分けることは説明の便利のためのものであり、加熱部とリードアウト部はいずれも前記加熱電極部である。図３に示す例において、ヒーターのリードアウト部と検知電極部は第１サポートアームＬ１及び第２サポートアームＬ２を共用する。前記第１サポートアームＬ１及び第２サポートアームＬ２は独立に設置されてもよく、即ち各サポートアームの幅はそれに支持されるストリップ検知電極部とストリップ加熱電極部の幅に等しく、又はそれに支持されるストリップ検知電極部とストリップ加熱電極部の幅よりもやや大きい。他の実施例において、前記第１サポートアームＬ１及び前記第２サポートアームＬ２は一体となるように設置されてもよく、即ち、製造する際に、第１サポートアームＬ１と第２サポートアームＬ２との間の支持膜部分はエッチングされない。
１つの例示的な実施例において、第１検知電極ピンＡ６及び第２検知電極ピンＡ７を共用するストリップ検知電極部Ａ３２３、及び第１検知電極ピンＡ６及び第２検知電極ピンＡ７を共用しないストリップ検知電極部Ａ３２３は、分布配列を行う時に、それぞれ組合わせて対称配列を行うことができ（例えば、第１検知電極ピンＡ６及び第２検知電極ピンＡ７を共用する複数のストリップ検知電極部Ａ３２３は１つの対称形状に組合わせ、第１検知電極ピンＡ６及び第２検知電極ピンＡ７を共用しない複数のストリップ検知電極部Ａ３２３は１つの対称形状に組合わせる）、又は一体となるように組合わせて対称的に配列することができる（例えば、第１検知電極ピンＡ６及び第２検知電極ピンＡ７を共用する複数のストリップ検知電極部Ａ３２３、及び第１検知電極ピンＡ６及び第２検知電極ピンＡ７を共用しない複数のストリップ検知電極部Ａ３２３は一緒に配列され、１つの対称形状を構成する）。
１つの例示的な実施例において、１つの第１キャビティーＡ１の開口に架設される複数の前記サポートアームＡ３１におけるガス検知アセンブリにおけるストリップ検知電極部Ａ３２３は、１つのヒーターを共用できる。このため、１つの第１キャビティーＡ１は、第１加熱電極ピンＡ４及び第２加熱電極ピンＡ５を含む１ペアの加熱電極ピンを採用できる。第１加熱電極ピンＡ４及び第２加熱電極ピンＡ５のうち、１つはグランドピンであってもよく、他の１つは電圧ピンであってもよく、又は、１つは正極ピンであり、他の１つは負極ピンである。
１つの例示的な実施例において、各ガス検知アセンブリＡ３自体は対称的に設置されてもよい。例えば、前記第１検知電極部Ａ３２３－１と前記第２検知電極部Ａ３２３－２は互いに対称し、前記第１開口Ａ３２５は前記第１検知電極部Ａ３２３－１と前記第２検知電極部Ａ３２３－２との対称軸（対称軸の位置）に位置してもよい。
１つの例示的な実施例において、前記第１検知電極部Ａ３２３－１と前記第２検知電極部Ａ３２３－２は、対称的に設置されなくてもよい。
１つの例示的な実施例において、図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）、図４（ｄ）、図４（ｅ）、図４（ｆ）、図４（ｇ）、図４（ｈ）、図４（ｉ）及び図４（ｊ）に示すように、前記第１検知電極部Ａ３２３－１と前記第２検知電極部Ａ３２３－２からなる対称形状は、対称ジオメトリ形状、対称字形、対称パターン及び対称的な任意の不規則パターンのうちのいずれか１つ又は複数のものを含んでもよいが、それらに限らない。
１つの例示的な実施例において、例えば、前記第１検知電極部Ａ３２３－１と前記第２検知電極部Ａ３２３－２は対称弧形を構成してもよく、第１開口Ａ３２５は弧形の頂点に位置してもよい。例えば、図４（ｂ）、図４（ｊ）に示すように、前記第１検知電極部Ａ３２３－１と前記第２検知電極部Ａ３２３－２は半円形又はΛ字型等を構成してもよく、第１開口Ａ３２５は半円形又はΛ字型の頂点に位置してもよい。前記頂点とは、該線形と線形の対称軸との交点を指す。例えば、弧形の頂点とは、弧形の対称軸と弧形との交点を指す。
１つの例示的な実施例において、例えば、前記第１検知電極部Ａ３２３－１と前記第２検知電極部Ａ３２３－２は下底のない対称台形、長方形又は正方形等を構成してもよい。第１開口Ａ３２５は対称台形、長方形、正方形等の上底の中間位置に位置してもよい。図４（ａ）に示すのは、第１検知電極部Ａ３２３－１と第２検知電極部Ａ３２３－２が下底のない対称台形を構成する実施例である。
１つの例示的な実施例において、例えば、前記第１検知電極部Ａ３２３－１と前記第２検知電極部Ａ３２３－２は対称字形を構成してもよく、第１開口Ａ３２５は対称点、又は該対称字形自体が対称線部位とする頂点（即ち、字形の対称軸と該字形との交点）に位置してもよい。例えば、前記第１検知電極部Ａ３２３－１と前記第２検知電極部Ａ３２３－２は一緒にｍ、ｎ又はＭ字型等を構成してもよく、第１開口Ａ３２５のｍ、ｎ又はＭ字型での設置位置は、図４（ｇ）、図４（ｈ）、図４（ｃ）に示すようにしてもよい。図４（ｄ）、図４（ｅ）、図４（ｆ）、図４（ｉ）に示すのはＭ字型の変形である。本文に示される図形は一例に過ぎず、他の実施例において他の変形態様であってもよい。
１つの例示的な実施例において、図２、図５に示すように、前記第１検知電極部Ａ３２３－１と前記第２検知電極部Ａ３２３－２が対称ジオメトリ形状（例えば、対称台形、又は等辺台形と呼ばれる）、対称字形（例えば、Ｍ字型）を構成できる場合、下記の特徴を有してもよい。
前記第１検知電極部Ａ３２３－１には第１屈曲点Ｘ１が含まれてもよく、前記第１検知電極部Ａ３２３－１は前記第１屈曲点Ｘ１において屈曲を有し、前記第１屈曲点Ｘ１により前記第１検知電極部Ａ３２３－１は第１検知電極セグメントＡ３２３－１－１と第２検知電極セグメントＡ３２３－１－２に分けられ、
前記第２検知電極部Ａ３２３－２には第２屈曲点Ｘ２が含まれてもよく、前記第２検知電極部Ａ３２３－２は前記第２屈曲点Ｘ２において屈曲を有し、前記第２屈曲点Ｘ２により前記第２検知電極部Ａ３２３－２は第３検知電極セグメントＡ３２３－２－１と第４検知電極セグメントＡ３２３－２－２に分けられ、
前記第１開口Ａ３２５は、前記第１検知電極セグメントＡ３２３－１－１と前記第３検知電極セグメントＡ３２３－２－１との間に設置され、Ｎ個のガス検知アセンブリＡ３における前記第１検知電極セグメントＡ３２３－１－１と前記第３検知電極セグメントＡ３２３－２－１は一緒に第１形状を構成してもよく、前記第１形状は対称形状であり、図２に示すように、４つのガス検知アセンブリＡ３からなる第１形状は正方形であり、
各ガス検知アセンブリＡ３におけるストリップ加熱電極部Ａ３２１は、第１検知電極セグメントＡ３２３－１－１と前記第３検知電極セグメントＡ３２３－２－１の対応位置に設置され、即ち、第１屈曲点Ｘ１と第２屈曲点Ｘ２との間の領域に設置される。
上記実施例では、第１検知電極部Ａ３２３－１と前記第２検知電極部Ａ３２３－２が一緒に対称ジオメトリ形状（例えば、対称台形、又は等辺台形と呼ばれる）又は対称字形（例えば、ｎ字型、ｍ字型又はＭ字型）を構成することを例として屈曲点の位置を説明した。例示的な実施例において、前記屈曲点の位置は対称的なものでなくてもよい。例えば、第１検知電極部と第２検知電極部は非対称的なジオメトリ形状又は非対称的な字型を構成する場合、屈曲点の位置は第１検知電極部と第２検知電極部との間の中線に対して対称しない可能性がある。例示的な実施例において、屈曲点の位置において、検知電極部は形状上の明確な屈曲を有しなくてもよい。例えば、検知電極部は弧形である場合、前記屈曲点は弧形における任意の１つの点であってもよい。
１つの例示的な実施例において、第１形状は、任意の隣接する２つのガス検知アセンブリＡ３における前記第１検知電極セグメントＡ３２３－１－１と前記第３検知電極セグメントＡ３２３－２－１からなるものであってもよい。前記第１検知電極セグメントＡ３２３－１－１と第３検知電極セグメントＡ３２３－２－１は、互いに近づくが、連結しないものである。例えば、任意の隣接する２つのガス検知アセンブリＡ３において、第１ガス検知アセンブリにおける第３検知電極セグメントＡ３２３－２－１は、第２ガス検知アセンブリにおける第１検知電極セグメントＡ３２３－１－１に近づき、前記第１検知電極セグメントＡ３２３－１－１と前記第３検知電極セグメントＡ３２３－２－１との距離は所定の距離範囲を満足できる。該距離範囲は需要又はプロセス条件に応じて自主的に定義されてもよく、ここでは制限しない。
１つの例示的な実施例において、前記第１検知電極セグメントＡ３２３－１－１と前記第３検知電極セグメントＡ３２３－２－１は直線を構成してもよい。例えば、図２に示すように、１つのガス検知アセンブリにおける第１検知電極セグメントＡ３２３－１－１と第３検知電極セグメントＡ３２３－２－１は同一の直線に位置してもよい。又は、図８に示すように、隣接する２つのガス検知アセンブリのうち、第１ガス検知アセンブリにおける第３検知電極セグメントと第２ガス検知アセンブリにおける第１検知電極セグメントは同一の直線に位置する。
前記第１形状は対称ジオメトリ形状を含んでもよいが、それに限らない。
１つの例示的な実施例において、ガス検知アセンブリＡ３は２つである場合、前記第１形状はＶ字型又は逆Ｖ字型（Λ）であってもよい。図６に示すように、２つのガス検知アセンブリにおける２ペアの第１検知電極セグメントＡ３２３－１－１と第３検知電極セグメントＡ３２３－２－１からなる形状はＶ字型である。
１つの例示的な実施例において、ガス検知アセンブリＡ３は２つ以上である場合、前記第１形状は正多角形（例えば、正三角形、正方形、正五角形、六角形等）であってもよい。例えば、各ガス検知アセンブリＡ３において、前記第１検知電極セグメントＡ３２３－１－１と前記第３検知電極セグメントＡ３２３－２－１は、Ｖ字型又はΛ字型を構成してもよい。そうすると、複数のガス検知アセンブリＡ３の検知電極部からなる第１形状は、正多角形（図８における黒色の線条で示すように）又は丸鋸歯形を含んでもよいが、それに限らない。前記丸鋸歯形は図７～図９に示され、図７ａに示すのは３つの鋸歯を含む鋸歯形であり、図７ｂに示すのは４つの鋸歯を含む鋸歯形である。図８に示すのは６つの鋸歯を含む鋸歯形である。図８における各鋸歯の夾角により、各鋸歯の一部と、隣接する鋸歯の一部は近似直線を構成できるため、該鋸歯形は正六角形と近似する。図９に示すのは４つの鋸歯を含む鋸歯形である。上記の例は例示のためのものであり、他の実施例において、鋸歯形における鋸歯の個数、及び各鋸歯の夾角は需要に応じて設けられてもよく、本文ではこれを制限しない。
１つの例示的な実施例において、ガス検知アセンブリＡ３は２つ以上である場合、前記第１形状は波状又は近似円形であってもよい。例えば、前記第１検知電極セグメントＡ３２３－１－１と前記第３検知電極セグメントＡ３２３－２－１は、弧線（例えば、図１０における黒色の太線に示すように、ｍ頂端の波打つ形状であり、又は、図１１における黒色の太線に示すように、ｎ字型の頂端の凸形である）を構成してもよい。そうすると、前記第１形状はリングウェーブを含んでもよいが、それに限らない。例えば、この時、複数のｍ（又はｎ）は隣接する場合、ｍ頂端の波打つ形状（又はｎ字型の頂端の凸形）は順に組合わせて波状を構成してもよく、該波状は端から端まで隣接してリングウェーブを構成してもよい。複数のｍ字型及び／又はｎ字型は対称的な第１形状を構成するために、円形又は類円形に囲んでもよく、それにより該波状は端から端まで隣接して円形又は類円形に囲む。更に、例えば、前記第１検知電極セグメントＡ３２３－１－１と前記第３検知電極セグメントＡ３２３－２－１からなる弧線は類ｎ字型であってもよい。図１２における黒色の太線で示すように、該類ｎ字型の頂端は凹形を有し、複数の類ｎ字型が隣接する場合、ｎ字型の頂端の凹形は順に組合わせて逆波状を構成でき、該逆波状は端から端まで隣接して逆リングウェーブを構成できる。各類ｎ字型の頂端の凹形の弧度を制御すれば、複数の類ｎ字型が隣接する場合、ｎ字型の頂端の凹形は順に組合わせて１つの近似円形を構成できる。
１つの例示的な実施例において、前記ヒーターの形状と前記第１形状は同じであってもよい。
１つの例示的な実施例において、例えば、前記ヒーターの形状は対称ジオメトリ形状、丸鋸歯形、リングウェーブ又は円形等を含んでもよいが、それらに限らない。例えば、加熱部とリードアウト部を含むヒーターは対称ジオメトリ形状であり、前記加熱部は丸鋸歯形、リングウェーブ又は円形等であってもよい。
１つの例示的な実施例において、Ｎ個のガス検知アセンブリＡ３におけるストリップ加熱電極部Ａ３２１は、Ｎ個のガス検知アセンブリＡ３における前記第１検知電極セグメントＡ３２３－１－１と前記第３検知電極セグメントＡ３２３－２－１との組合せに対応して第１形状を形成する場合、Ｎ個のガス検知アセンブリＡ３のうちの任意の隣接する２つのガス検知アセンブリＡ３におけるストリップ加熱電極部Ａ３２１は互いに接続され、それにより１つのヒーターを構成し、該ヒーターが対応的に構成する第１形状は閉ループと近似する。
本文の例示的な実施例に記載の形状、例えば前記正三角形、正方形、正五角形、六角形又は正六角形、ｍ字型、ｎ字型、Ｍ字型等とは、近似形状を指す。例えば、前記正三角形、正方形、正五角形、正六角形は近似正三角形、近似正方形、近似正五角形及び近似正六角形の場合を含み、厳密的に辺長が等しい形状であることに限らず、一定の誤差が許容される。
１つの例示的な実施例において、前記第１キャビティーＡ１は複数であってもよく、図１３では２つの第１キャビティーＡ１を含む実施例を示す。図１３における各キャビティーの開口にはそれぞれ２つのガス検知アセンブリＡ３が設置され、前記２つのガス検知アセンブリＡ３はＶ字型であり、前記２つのガス検知アセンブリにおけるストリップ加熱電極部は一緒に１つのＶ字型のヒーターを構成し、前記ヒーターは２つの加熱電極ピンに接続される。該実施例において、図１３におけるＡ４とＡ５のように、各キャビティーの開口でのヒーターは自体の加熱電極ピンを有する。
１つの例示的な実施例において、第１キャビティーが複数であり、且つ各第１キャビティーに複数のガス検知アセンブリが設置される場合、該複数のキャビティーの複数のガス検知アセンブリにおける加熱電極部は加熱電極ピンを共用できる。図１４に示すように、複数の第１キャビティーＡ１に対応するヒーターは互いに接続され、１つの総ヒーターＡ９を構成する。
これから分かるように、１つの第１キャビティーＡ１の開口に設置される全部のガス検知アセンブリＡ３は１つのヒーターを共用できる。前記第１キャビティーＡ１は複数である場合、複数の第１キャビティーＡ１に対応するヒーターは互いに接続されて、１つの総ヒーターＡ９を構成できる。複数の第１キャビティーＡ１の開口に設置される全部のガス検知アセンブリＡ３は、該総ヒーターＡ９を共用できる。該総ヒーターＡ９の形状は複数のヒーターの形状からなる組合せ形状である。
１つの例示的な実施例において、空間を節約するために、検知電極ピンは共用できる。図１４に示す２つの第２検知電極ピンＡ７－２は１つのピンに合併して、ピンの共用を実現でき、２つの第１検知電極ピンＡ６－２は１つのピンに合併して、ピンの共用を実現できる。
１つの例示的な実施例において、１つの第１キャビティーＡ１の開口でのガス検知アセンブリにおけるヒーターＡ８の第１加熱電極ピンＡ４と第２加熱電極ピンＡ５は、１ペアの第１検知電極ピンＡ６と第２検知電極ピンＡ７とそれぞれサポートアーム（例えば、サポートアームにおいて第１基板に接続される１つのセグメント、例えば、屈曲点を有するサポートアームにおける第２検知電極セグメントＡ３２３－１－２と前記第４検知電極セグメントＡ３２３－２－２に対応するセグメント）を共用してリードアウトされる。同様に、複数の第１キャビティーＡ１の開口での総ヒーターＡ９の第１加熱電極ピンＡ４と第２加熱電極ピンＡ５は、任意の１つの第１キャビティーＡ１の開口での１ペアの第１検知電極ピンＡ６及び／又は第２検知電極ピンＡ７と１つのサポートアームを共用してリードアウトされることができる。又は、複数の第１キャビティーＡ１の開口での総ヒーターＡ９の第１加熱電極ピンＡ４と第２加熱電極ピンＡ５は、任意の複数の第１キャビティーＡ１の開口での任意の１つの第１検知電極ピンＡ６及び第２検知電極ピンＡ７と１つのサポートアームを共用してリードアウトされることができる。
上記実施例の方案により、ガスセンサーの製造過程におけるサポートアームの形成数量を減少して、プロセスを簡素化することができる。
下記の例示的な実施例では、正多角形のＭＥＭＳガスセンサーの実施例を示す。前記のように、ここに記載の正多角形は近似正多角形の場合を含む。
例示的な実施例において、正多角形のＭＥＭＳガスセンサーは１つの第１キャビティーＡ１を備えてもよい。該１つの第１キャビティーＡ１の開口にはＮ個、例えば６つのガス検知アセンブリＡ３が設置されてもよく、対応的にＮ個のサポートアームＡ３１が設置されてもよく、各サポートアームＡ３１には１つのガス検知部Ａ３２が設置されてもよい。
例示的な実施例において、該サポートアームＡ３１は第１基板Ａ２に形成される支持膜の一部であってもよく、即ち支持膜は第１キャビティーの開口での領域に架設される。
例示的な実施例において、正多角形のＭＥＭＳガスセンサーは、Ｎ個のガス検知部Ａ３２における複数のストリップ検知電極部Ａ３２３に対応するＮペアの第１検知電極ピンＡ６及び第２検知電極ピンＡ７を備えてもよい。例えば、第１キャビティーＡ１の開口に設置される６つのサポートアームＡ３１における検知電極部に対して、基板においてそれぞれ各検知電極部のために１ペアの第１検知電極ピンＡ６及び第２検知電極ピンＡ７を設置し、検知電極部と第１検知電極ピン及び第２検知電極ピンとの間にはそれぞれ検知電極リードを介して接続される。
例示的な実施例において、Ｎ個（例えば、６つ）のガス検知部Ａ３２におけるＮ個（６つ）のストリップ加熱電極部Ａ３２１は順に接続され、１つのヒーターＡ８を構成する。
例示的な実施例において、１つの第１キャビティーＡ１の開口には１つのヒーターＡ８のみがある。そうすると、正多角形のＭＥＭＳガスセンサーは、該１つのヒーターＡ８に接続される１ペアの第１加熱電極ピンＡ４及び第２加熱電極ピンＡ５を備えてもよく、第１加熱電極ピンＡ４及び第２加熱電極ピンＡ５は加熱電極リードを介して、それぞれヒーターＡ８の２つの端子に接続される。
例示的な実施例において、正多角形のＭＥＭＳガスセンサーにおける各ストリップ検知電極部Ａ３２３における前記第１検知電極部Ａ３２３－１は、第１屈曲点Ｘ１を備えてもよく、前記第２検知電極部Ａ３２３－２は第２屈曲点Ｘ２を備えてもよい。各ストリップ検知電極部Ａ３２３における第１検知電極セグメントＡ３２３－１－１と第３検知電極セグメントＡ３２３－２－１は、１本の直線（又は直線に近似する線）に設置されてもよく、Ｎ個（例えば、６つ）のガス検知アセンブリＡ３における第１検知電極セグメントＡ３２３－１－１と第３検知電極セグメントＡ３２３－２－１からなる第１形状は、正多角形（又は近似正多角形）、例えば正六角形（開ループ）であってもよい。
例示的な実施例において、正多角形のＭＥＭＳガスセンサーにおけるヒーターＡ８の形状は、閉ループの正六角形であってもよい。
例示的な実施例において、図１５に示すように、正多角形のＭＥＭＳガスセンサーは、ガス感応材料層１（ガス感応材料部Ａ３２４の所在する層）、ガス検知電極層２（ストリップ検知電極部Ａ３２３、第１検知電極ピンＡ６及び第２検知電極ピンＡ７の所在する層）、隔離膜層３（ストリップ加熱電極部Ａ３２１とストリップ検知電極部Ａ３２３との間の絶縁層Ａ３２２の所在する層）、ヒーター層４（ストリップ加熱電極部Ａ３２１、第１加熱電極ピンＡ４及び第２加熱電極ピンＡ５の所在する層）、支持膜層５（サポートアームＡ３１の所在する層）及び基板層６（第１基板Ａ２の所在する層）を備えてもよい。
例示的な実施例において、正六角形のＭＥＭＳガスセンサーは６つの有効なガスセンサーを有する。
該実施例は多角形構造を採用して、細長い辺をガスセンサーの感知部位とすることにより、消費電力を大幅に低減する。６つのガスセンサーは１つの閉ループのヒーターを共用するため、５つのヒーターを減少し、それによりヒーターの金属線から伝導された熱量が少なくなり、消費電力を低減でき、そしてヒーターの占める面積を効果的に減少して、センサーの集積度を向上させることができる。
例示的な実施例において、正六角形のＭＥＭＳガスセンサーの領域は正六角形の６本の辺７（即ち、６ペアの第１検知電極セグメントＡ３２３－１－１と第３検知電極セグメントＡ３２３－２－１）と６本のビーム８（即ち、６ペアの第２検知電極セグメントＡ３２３－１－２と第４検知電極セグメントＡ３２３－２－２であり、該例示では、１ペアの第２検知電極セグメントＡ３２３－１－２と第４検知電極セグメントＡ３２３－２－２は１つのビームを共用する）で構成されてもよい。６本の辺７は６本のビーム８により支持され、６本のビーム８は６本の辺と基板（例えば、シリコン基板）を接続し、それにより構造の安定性を確保する。前記実施例におけるサポートアームは該例示における辺とビームを含む。
例示的な実施例において、辺７とビーム８の幅は実際の需要に応じて自主的に定義されてもよく、ここでは制限しない。例えば、各ビーム８の幅は各辺７の幅の１．５～２．５倍であってもよい。例えば、各ビーム８の幅は各辺７の幅の２倍であってもよい。
例示的な実施例において、６つのガス検知部Ａ３２は６本の辺７に設置され、棒状の辺をガスセンサーの感知部位とすることにより、熱質量が小さく、消費電力が低い。
例示的な実施例において、正六角形はすべての正多角形と同様に対称性を有するため、ガス検知アセンブリを正六角形の各辺に設置することにより、各ガス検知アセンブリの温度分布が基本的に一致に維持することを確保できる。
図１６に示すのは正六角形のガスセンサーの温度分布シミュレーション結果の模式図である。図１６において、黒色に近いほど、領域の温度が高くなるため、高温領域は各辺の中心領域である。
例示的な実施例において、ガス感応材料１１とガス感応材料１１を格納するための電極検知部位２２（即ち、第１開口Ａ３２５）は、いずれも各辺７の中間領域に設置されてもよい。図１８に示すように、前記電極検知部位２２は各辺７の中間位置に設置されてもよい。
例示的な実施例において、前記ガス感応材料１１は前記電極検知部位２２の位置をカバーしてもよい。例えば、第１検知電極部と第２検知電極部との間の第１開口Ａ３２５をカバーしてもよく、又は該第１開口Ａ３２５の内部に充填されてもよく、それぞれ第１検知電極部及び第２検知電極部との有効な電気的な接続を確保すればよい。
図１７では正六角形のガスセンサーの６つのガス感応材料１１－１、１１－２、１１－３、１１－４、１１－５及び１１－６の分布の模式図を示す。該６つのガス感応材料は同一種類の材料又は異なる種類の材料であってもよく、それにより６つの同一種類又は異なる種類のガスセンサーを形成する。
例示的な実施例において、６本の辺の位置でのガス感応材料はいずれも異なってもよい。又は、少なくとも２本の辺の位置でのガス感応材料は同じである。６本の辺の位置でのガス感応材料はいずれも異なる場合、６種類の異なるガスの検知に用いられ得る６種類のガスセンサーに相当する。
例示的な実施例において、それぞれ異なるガス感応材料が設置される６つのガス検知アセンブリは組合わせて使用される場合、より多くの種類のガスを検知できる。
１つの例示的な実施例において、正六角形のＭＥＭＳガスセンサーにおける６つのガス感応材料１１－１、１１－２、１１－３、１１－４、１１－５及び１１－６は、同一種類の材料又は異なる種類の材料であってもよく、それにより６つの同一種類又は異なる種類のガスセンサーを形成する。
例示的な実施例において、ガス感応材料１１は、酸化スズ、酸化インジウム、酸化タングステン及び酸化亜鉛のうちのいずれか１つ又は複数のものを含んでもよいが、それに限らない。
前記のように、Ｎ本の辺はＮ個の独立の同一種類又は異なる種類のガスセンサーを形成できる。１つの正Ｎ角形のガスセンサーにはＮ個のそれぞれ設置される有効なガスセンサーがある。同一種類又は異なるガス感応材料を添加することにより、同一種類又は異なる種類のガスセンサーアレイを容易に形成し得る。センサーアレイの形成に有利であり、複数種類のガスの識別応用に役立つ。
例示的な実施例において、図１８に示すように、ガス検知電極層２にはガス検知電極２１（即ち、ストリップ検知電極部Ａ３２３）、電極検知部位２２（即ち、第１開口Ａ３２５）、第１電極ピン２３（即ち、第１検知電極ピンＡ６）及び第２電極ピン２４（即ち、第２検知電極ピンＡ７）が設置される。第１電極ピン２３及び第２電極ピン２４は直接に、又は検知電極リードを介して、ガス検知電極２１に接続される。各ガス検知電極２１は電極検知部位２２に位置するガス感応材料１１に電気的に接続されて、ガス検知回路を形成する。
該例示的な実施例において、正六角形のＭＥＭＳガスセンサーにとって、６つのガス検知アセンブリを含んでもよい。図４（ａ）に示すように、各ガス検知アセンブリのキャビティーの開口での形状は台形に類似してもよい。他の例示的な実施例において、図２、図３に示すように、４つのガス検知アセンブリを含む場合、正方形のＭＥＭＳガスセンサーを形成できる。図面において、各ガス検知アセンブリは等辺台形に類似する。ストリップ検知電極部Ａ３２３は該等辺台形における上底及び２つの側辺の位置に設置され、ガス感応材料部Ａ３２４は該等辺台形の上底の第１開口Ａ３２５（電極検知部位２２）に設置される。
図１９に示すのは前記隔離膜層３の模式図である。前記隔離膜層３はガス検知電極層２と前記ヒーター層４を隔離することに用いられる。前記隔離膜層３は１つの第１絶縁膜３１により形成されてもよい。前記第１絶縁膜３１には第１ウィンドウ３２と第２ウィンドウ３３が設置されて、隔離膜層３が形成される。
前記第１ウィンドウ３２は、ヒーター４１の加熱電極ピンを露出させることに用いられ、
前記第２ウィンドウ３３はエッチングウィンドウであり、例えば第２形状に設置されてもよい。前記第２形状は複数（例えば、６つ）の等辺台形の中空部分が前記隔離膜層３に垂直投影することにより形成される形状であり、図１９における６つの第２ウィンドウ３３の間の領域のように、隔離膜層３に垂直投影される際に、該形状は第２ウィンドウ３３を決定できる。
該第２ウィンドウにより、例えば湿式エッチングを利用してキャビティーを形成してもよい。前記第２ウィンドウ３３は第１形状を形成するための湿式エッチングウィンドウである。該第２ウィンドウは複数のサブウィンドウを含んでもよい。サブウィンドウの数量は、ＭＥＭＳセンサーにおけるガス検知アセンブリの数量、及びこれらのガス検知アセンブリからなる形状により決められる。
該例示的な実施例において、ヒーター層４には１つのヒーターアセンブリが設置される。図２０に示すように、前記ヒーターアセンブリは１つのヒーター４１（即ち、前記ヒーターＡ８）、及び前記ヒーター４１の両端に接続される加熱電極４２を含んでもよい。ヒーター４１は加熱電極リードを介して加熱電極に接続されてもよい。前記ヒーター４１はリングヒーターであってもよく、設置位置は正六角形構造に対応してもよい。
例示的な実施例において、正多角形構造を採用すれば、ヒーター４１は細長い金属線により形成される多角形のヒーターであってもよく、１つのガス検知部あたり１本のビームのみにより熱量が伝導され、全体の消費電力が低い。
該例示的な実施例において、図２１に示すように、前記支持膜層５は１つの第２絶縁膜５１から形成されてもよい。前記第２絶縁膜５１には例えばエッチングの方式で第３形状体５２が形成されてもよい。前記第３形状体５２の形状は第２形状の形状と同じである。
該例示的な実施例において、支持膜層５に設置される支持膜は絶縁膜（即ち、第２絶縁膜５１）であり、第３形状体５２は湿式エッチングウィンドウであり、エッチングしてキャビティーを形成することに用いられる。
例示的な実施例において、図２２に示すように、基板層６は中空溝６２（即ち、第１キャビティーＡ１）が設置される基板６１（即ち、第１基板Ａ２）を含んでもよい。該基板６１は＜１００＞結晶配向のシリコン基板であってもよく、中空溝６２は湿式エッチングによる中空溝であってもよく、ガスセンサーの断熱に用いられる。
例示的な実施例において、該中空溝６２の構造形状は、直円柱体、斜円柱体、直円台形体（上底面と下底面の面積が異なる円柱体であり、即ち、側面が上底面及び下底面に垂直しない）、斜円台形体、多角形体（例えば、長方体、正方体、正六角形体等）、斜多角形体、正多角形体、多角台形体（上底面と下底面の面積が異なる円柱体であり、即ち、側面が上底面及び下底面に垂直しない）、正多角台形体、斜多角台形体、側面が任意の曲面である台形体、上底面及び／又は下底面が任意形状である台形体、側面が任意の曲面であり且つ上底面及び／又は下底面が任意形状である台形体等に設置されてもよくが、それらに限らない。
一方で、本開示の実施例はＭＥＭＳガスセンサーアレイＢを更に提供し、図２３に示すように、前記センサーアレイＢは上記のいずれか１つの実施例に記載のＭＥＭＳガスセンサーＡを含んでもよい。
１つの例示的な実施例において、該ガスセンサーアレイＢは複数のガスセンサーを含んでもよい。少なくとも１つのガスセンサーは上記実施例に記載のＭＥＭＳガスセンサーである。
例えば、１つのガスセンサーアレイＢは全部で５つのガスセンサーを含み、そのうちの２つのガスセンサーは本開示の実施例に記載のＭＥＭＳガスセンサーであり、又は、これらの５つのガスセンサーは全部で本開示の実施例に記載のＭＥＭＳガスセンサーである。上記の数量は例示に過ぎず、本文は１つのガスセンサーアレイＢに含まれる本開示の実施例に記載のＭＥＭＳガスセンサーの数量を制限せず、含まれる本開示の実施例に記載のＭＥＭＳガスセンサーの分布領域、配列方式、及び他のガスセンサーとの接続関係等についても制限しない。
更に、本開示の実施例はＭＥＭＳガスセンサーの製造方法を提供し、前記ＭＥＭＳガスセンサーは上記のいずれか１つの実施例に記載のＭＥＭＳガスセンサーである。図２４に示すように、前記方法はステップＳ１１～Ｓ１４を含んでもよい。
ステップＳ１１では、第１基板を用意する。
例示的な実施例において、前記第１基板は例えばシリコン基板であってもよい。
ステップＳ１２では、前記第１基板の第１表面において支持膜を形成する。
１つの例示的な実施例において、前記第１基板の第１表面において支持膜を形成することは、前記第１基板の第１面に第１所定厚さの第１ケイ素化合物の単層膜又は複合膜を前記支持膜として堆積することを含んでもよい。
例えば、酸化ケイ素膜、又は窒化ケイ素膜、又は酸化ケイ素層及び窒化ケイ素層からなる複合膜であってもよい。１セットの酸化ケイ素層及び窒化ケイ素層であってもよく、複数セットの酸化ケイ素層及び窒化ケイ素層であってもよい。
１つの例示的な実施例において、前記方法は更に、前記第１基板の第１面において前記支持膜を形成した後、前記第１基板の第２面（例えば、第１表面に対向する表面）に、第２所定厚さの第２ケイ素化合物を保護膜として堆積することを含んでもよい。
ステップＳ１３では、前記支持膜においてガス検知部、第１加熱電極ピン、第２加熱電極ピン、第１検知電極ピン、第２検知電極ピン及び１つのヒーターを形成する。
１つの例示的な実施例において、図２５に示すように、前記支持膜においてガス検知部、第１加熱電極ピン、第２加熱電極ピン、第１検知電極ピン及び第２検知電極ピンを形成することは、ステップＳ１３１～Ｓ１３４を含んでもよい。
ステップＳ１３１では、前記支持膜においてガス検知部におけるストリップ加熱電極部、第１加熱電極ピン及び第２加熱電極ピンを形成し、全部のストリップ加熱電極部は順に接続されて、１つのヒーターを構成する。
選択肢として、１つの例示的な実施例において、加熱電極部と第１加熱電極ピンとの間にリードを更に形成してもよく、及び／又は、加熱電極部と第２加熱電極ピンとの間にリードを形成する。リードを形成するかどうかは、加熱電極部とピンとの距離により決定されてもよい。
１つの例示的な実施例において、上記ステップＳ１３１は、
支持膜における１つ又は複数の第１領域に第３所定厚さの金属体を前記ストリップ加熱電極部として堆積して、前記第１領域以外の１つ又は複数の第２領域に第３所定厚さの金属体を第１加熱電極ピン及び第２加熱電極ピンとして堆積し、全部の前記ストリップ加熱電極部は順に接続されて、１つのヒーターを構成することを含んでもよい。
選択肢として、１つの例示的な実施例において、第１加熱電極ピンと加熱電極部との間にリードを更に形成してもよく、及び／又は、第２加熱電極ピンと加熱電極部との間にリードを形成する。
ステップＳ１３２では、前記第１基板において、前記ストリップ加熱電極、前記第１加熱電極ピン及び第２加熱電極ピンの上層に隔離膜を形成し、前記ストリップ加熱電極部における隔離膜はストリップ加熱電極部とストリップ検知電極部との間の絶縁層（ストリップ絶縁層）を構成する。
前記第１基板において、前記ストリップ加熱電極、前記第１加熱電極ピン及び第２加熱電極ピンの上層に隔離膜を形成することは、
前記第１基板において、前記ストリップ加熱電極、前記第１加熱電極ピン及び第２加熱電極ピンの上層に第４所定厚さの第３ケイ素化合物を隔離膜として堆積することを含んでもよい。
ステップＳ１３３では、前記ストリップ加熱電極の上方の絶縁層においてストリップ検知電極部を形成して、前記隔離膜における非絶縁層の領域において第１検知電極ピンと第２検知電極ピンを形成し、前記ストリップ検知電極部は第１検知電極部と第２検知電極部を含み、前記第１検知電極部と前記第２検知電極部との間には第１開口が設置される。
選択肢として、１つの例示的な実施例において、検知電極ピンと検知電極部との間にリードを更に形成してもよく、及び／又は、第２グランドピンと検知電極部との間にリードを形成する。
前記ストリップ加熱電極の上方の絶縁層においてストリップ検知電極部を形成して、前記隔離膜における非絶縁層の領域において第１検知電極ピンと第２検知電極ピンを形成することは、
前記絶縁層の第１部分に第５所定厚さの導体を前記第１ストリップ検知電極部として堆積し、前記絶縁層の第２部分に第５所定厚さの導体を前記第２ストリップ検知電極部として堆積し、選択肢として、第１ストリップ検知電極部と第２ストリップ検知電極部を同時に堆積してもよく、前記絶縁層は前記第１部分、前記第２部分及び第３部分を含み、前記第３部分は前記第１部分と前記第２部分との間に位置し、前記第１開口に対応することを含んでもよい。
１つの例示的な実施例において、前記ストリップ加熱電極の上方の絶縁層においてストリップ検知電極部を形成して、前記隔離膜における非絶縁層の領域において第１検知電極ピンと第２検知電極ピンを形成した後、前記方法は更に、前記第１加熱電極ピン及び第２加熱電極ピンの上方の隔離膜を加工して、前記第１加熱電極ピン及び前記第２加熱電極ピンを露出させることを含んでもよい。１つの例示的な実施例において、フォトリソグラフィプロセス及び／又は乾式エッチングプロセスを採用して、前記第１加熱電極ピンと第２加熱電極ピンの上方の隔離膜を加工（エッチング）してもよい。
ステップＳ１３４では、前記第１開口にガス感応材料部を形成する。
前記ガス感応材料部は気相法、液相法又は固相法により製造されてもよい。該ステップはステップＳ１４の後に、即ちキャビティーのエッチングの後に製造してもよい。
ステップＳ１４では、前記支持膜を加工してサポートアームを取得し、前記第１基板の第１表面において１つ又は複数の第１キャビティーを形成する。
１つの例示的な実施例において、前記支持膜を加工してサポートアームを取得することは、前記支持膜において乾式エッチングプロセス（例えば、反応性イオンエッチング）を採用して、少なくとも２つの中空形状を形成して、前記サポートアーム（２つの中空形状の間に位置する）を形成することを含んでもよい。
１つの例示的な実施例において、前記第１基板の第１表面において１つ又は複数の第１キャビティーを形成することは、前記第１基板において所定化合物の異方性エッチング液を採用して前記第１キャビティーを形成することを含んでもよい。
例えば、エッチングの時、前記キャビティーが第１基板を貫くようにし、又は、前記キャビティーの深さを制御して、前記ガス検知アセンブリと前記キャビティーの底部との間に断熱のための隙間を保留することができる。
１つの例示的な実施例において、エッチングの時、層ごとに隔離膜と支持膜を一度エッチングすることができる。
以下、１つの例示的な実施例で、上記ＭＥＭＳガスセンサーの製造方法を説明する。該例示的な実施例において、図２６に示すように、順にシリコン基板層、支持膜層、ヒーター層、隔離膜層、ガス検知電極層及びガス感応材料層を製造し、ステップＳ２１～Ｓ２９を含んでもよい。
ステップＳ２１では、シリコン基板を選択して第１基板を製作し、該第１基板はシリコン基板層を含んでもよいがそれに限らず、前記シリコン基板は片面研磨又は両面研磨シリコンウェーハを含んでもよい。
該例示的な実施例において、＜１００＞結晶配向の片面研磨又は両面研磨シリコンウェーハを基板として選択してもよい。
ステップＳ２２では、前記第１基板の第１面に第１所定厚さの第１ケイ素化合物の単層膜又は複合膜を支持膜として堆積し、支持膜層を形成し、前記第１基板の第２面に第２所定厚さの第２ケイ素化合物を保護膜として堆積する。
１つの例示的な実施例において、前記第１所定厚さは１．５ミクロン～２．５ミクロンを含んでもよく、前記第１ケイ素化合物は酸化ケイ素及び／又は窒化ケイ素を含んでもよい。前記第２所定厚さは２００ナノ～５００ナノを含んでもよく、前記第２ケイ素化合物は窒化ケイ素を含んでもよい。
該例示的な実施例において、シリコンウェーハの正面（即ち上記の第１面であり、通常は研磨面であり、非研磨面であってもよい）において、ＰＥＣＶＤ（ｐｌａｓｍａ ｅｎｈａｎｃｅｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、プラズマ増強化学気相堆積）又はＬＰＣＶＤ（ｌｏｗ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、低圧化学気相堆積）により、第１ケイ素化合物（例えば、酸化ケイ素及び窒化ケイ素）の単層膜又は複合膜を支持膜として堆積してもよく、総厚さ（即ち、上記第１所定厚さ）は２ミクロンであってもよい。
１つの例示的な実施例において、シリコンウェーハの裏面（即ち上記の第２面であり、通常は非研磨面であり、研磨面であってもよい）において、ＰＥＣＶＤ又はＬＰＣＶＤにより、２００ナノ～５００ナノ（第２所定厚さ）の第２ケイ素化合物（例えば、窒化ケイ素）を湿式エッチングの保護膜として堆積してもよい。
該保護膜は第１基板の１つの面又は複数の面に設置されてもよい。
ステップＳ２３では、支持膜に第３所定厚さの金属体をヒーターとして堆積し、ヒーター層を形成する。
１つの例示的な実施例において、前記第３所定厚さは１５０ナノ～２５０ナノを含んでもよく、前記金属体材料はプラチナを含んでもよい。
１つの例示的な実施例において、フォトリソグラフィプロセス及び金属コーティングプロセスを採用して、支持膜に第３所定厚さ（例えば、２００ナノ）の金属体（例えば、プラチナ）を堆積して、ヒーター層を形成してもよい。
前記フォトリソグラフィプロセスは紫外線リソグラフィであってもよく、コーティングプロセスは、電子ビーム蒸着コーティング又はマグネトロンスパッタリングコーティングであってもよい。
ステップＳ２４では、前記ヒーター層に第４所定厚さの第３ケイ素化合物を隔離膜として堆積し、隔離膜層を形成する。
１つの例示的な実施例において、前記第４所定厚さは３５０ナノ～５００ナノを含んでもよく、前記第３ケイ素化合物は窒化ケイ素を含んでもよい。
１つの例示的な実施例において、ＰＥＣＶＤを採用して第４所定厚さ（例えば、３５０ナノ～５００ナノ）の第３ケイ素化合物（例えば、窒化ケイ素）を隔離膜として堆積してもよい。
ステップＳ２５では、隔離膜に第５所定厚さの導体をガス検知電極として堆積し、ガス検知電極層を形成する。
１つの例示的な実施例において、前記第５所定厚さは１５０ナノ～２５０ナノを含んでもよく、前記金属体はプラチナ又は金を含んでもよい。
１つの例示的な実施例において、ステップＳ１３３に記載のプロセスを採用してガス検知電極層を製作してもよい。即ち、隔離膜に第５所定厚さ（例えば、２００ナノ）の導体を検知電極として堆積し、検知電極材料はプラチナ又は金であってもよい。
ステップＳ２６では、前記隔離膜において加工して、ヒーターの加熱電極ピン領域を露出させる。
１つの例示的な実施例において、フォトリソグラフィプロセス及び乾式エッチングプロセスを採用して加工し、ヒーターの加熱電極ピン領域を露出させてもよい。乾式エッチングプロセスは反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）又は誘導結合プラズマエッチング（ＩＣＰ－Ｅｔｃｈ）であってもよい。
ステップＳ２７では、所定の加工プロセスを採用して、前記隔離膜において正多角形のセンサーの辺とビーム構造を加工し得て、同時にエッチングウィンドウを形成する。
１つの例示的な実施例において、前記所定の加工プロセスはフォトリソグラフィプロセス及び／又は乾式エッチングプロセスを含んでもよい。即ち、フォトリソグラフィプロセス及び乾式エッチングプロセス（ＲＩＥ又はＩＣＰ－Ｅｔｃｈ）を採用して、正多角形のＭＥＭＳガスセンサーの辺とビーム構造を形成してもよい。
ステップＳ２８では、所定化合物の異方性エッチング液を採用して、エッチングウィンドウによりシリコン基板に中空溝を形成する。
１つの例示的な実施例において、前記所定化合物は、水酸化カリウム（ＫＯＨ）又は水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）溶液を含んでもよい。即ち、水酸化カリウム又は水酸化テトラメチルアンモニウム溶液等のシリコンの異方性エッチング液を採用して辺とビーム構造を形成し、同時にシリコン基板に中空溝を形成してもよい。
ステップＳ２９では、前記電極検知部位にガス感応材料を添加する。
１つの例示的な実施例において、該ステップはステップＳ２７又はＳ２８の前に実施されてもよい。
電極検知部位に半導体ガス感応材料、例えば酸化スズ、酸化インジウム、酸化タングステン又は酸化亜鉛等を添加してもよい。
以上は本開示の実施例に過ぎず、本開示の保護範囲を制限するためのものではない。当業者が理解できるように、本開示の実施例の技術方案の精神と範囲を逸脱せずに、本開示の実施例の技術方案に対して変更又は等同置換を行うことができる。それらの変更又は等同置換はいずれも本願の請求項の範囲に含まれるべきである。

Claims (13)

  1. 微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ガスセンサーであって、第１表面に第１キャビティーが開設される第１基板と、第１キャビティーの開口に設置されるＮ個のガス検知アセンブリと、を備え、Ｎ≧２であり、Ｎが正整数であり、
    各ガス検知アセンブリは、サポートアーム及び前記サポートアームに設置されるガス検知部を含み、前記ガス検知部は順に積層設置されるストリップ加熱電極部、絶縁層、ストリップ検知電極部及びガス感応材料部を含み、前記ストリップ検知電極部は第１検知電極部及び第２検知電極部を含み、前記第１検知電極部と第２検知電極部との間に第１開口が設置され、前記ガス感応材料部は前記第１開口の位置に設置され、前記ガス感応材料部の第１端は前記第１検知電極部に接続され、前記ガス感応材料部の第２端は前記第２検知電極部に接続され、
    各の前記ガス検知アセンブリにおけるストリップ加熱電極部は順に接続され、１つのヒーターを構成し、前記第１キャビティーは複数であり、複数の第１キャビティーに対応するヒーターは互いに接続される、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ガスセンサー。
  2. 前記第１基板に設置される第１加熱電極ピン、第２加熱電極ピンを更に備え、
    前記第１加熱電極ピンは前記ヒーターの第１端に接続され、前記第２加熱電極ピンは前記ヒーターの第２端に接続される、請求項１に記載のＭＥＭＳガスセンサー。
  3. 前記第１基板に設置される１つ又はＮ個の第１検知電極ピン及び１つ又はＮ個の第２検知電極ピンを更に備え、
    １つの第１検知電極部の第１端は１つのガス感応材料部の第１端に接続され、前記第１検知電極部の第２端は１つの第１検知電極ピンに接続され、
    １つの第２検知電極部の第１端は１つのガス感応材料部の第２端に接続され、前記第２検知電極部の第２端は１つの第２検知電極ピンに接続される、請求項１に記載のＭＥＭＳガスセンサー。
  4. Ｎ個のガス検知アセンブリはＮペアの第１検知電極ピン及び第２検知電極ピンを含み、
    前記Ｎペアの第１検知電極ピン及び第２検知電極ピンは、それぞれＮ個のガス検知アセンブリにおける第１検知電極部及び第２検知電極部に接続される、請求項３に記載のＭＥＭＳガスセンサー。
  5. 複数の第１検知電極部の第２端は１つの第１検知電極ピンに接続され、及び／又は、
    複数の第２検知電極部の第２端は１つの第２検知電極ピンに接続される、請求項３に記載のＭＥＭＳガスセンサー。
  6. 前記第１検知電極部と前記第２検知電極部は互いに線対称であり、前記第１開口は前記第１検知電極部と前記第２検知電極部との対称軸の位置に位置する、請求項１に記載のＭＥＭＳガスセンサー。
  7. 各ガス検知アセンブリにおける前記第１検知電極部は第１屈曲点を備え、前記第１屈曲点により前記第１検知電極部は第１検知電極セグメントと第２検知電極セグメントに分けられ、
    各ガス検知アセンブリにおける前記第２検知電極部は第２屈曲点を備え、前記第２屈曲点により前記第２検知電極部は第３検知電極セグメントと第４検知電極セグメントに分けられ、
    前記ストリップ検知電極部は順に接続される第２検知電極セグメントと第１検知電極セグメント、並びに第１検知電極セグメントから第１開口を隔ててさらに順に接続される第３検知電極セグメント及び第４検知電極セグメントを含み、前記第１開口は前記第１検知電極セグメントと前記第３検知電極セグメントとの間に設置され、Ｎ個のガス検知アセンブリにおける前記第１検知電極セグメントと前記第３検知電極セグメントは一緒に第１形状を構成し、前記第１形状は線対称形状であり、
    各ガス検知アセンブリにおける前記ストリップ加熱電極部は、前記ガス検知アセンブリにおける第１屈曲点と第２屈曲点との間の領域に設置される、請求項１に記載のＭＥＭＳガスセンサー。
  8. 前記第１形状は線対称ジオメトリ形状を含む、請求項７に記載のＭＥＭＳガスセンサー。
  9. 前記ヒーターの形状は前記第１形状と重なる、請求項７に記載のＭＥＭＳガスセンサー。
  10. 前記Ｎ個のガス検知アセンブリにおけるＮ個のガス感応材料部に採用されるガス感応材料はいずれも異なり、又は、少なくとも２つのガス感応材料部に採用されるガス感応材料は同じである、請求項１に記載のＭＥＭＳガスセンサー。
  11. 前記ヒーターの形状は線対称ジオメトリ形状である、請求項１に記載のＭＥＭＳガスセンサー。
  12. ＭＥＭＳガスセンサーアレイであって、複数のセンサーを含み、前記センサーは請求項１～１１のいずれか１項に記載のＭＥＭＳガスセンサーである、ＭＥＭＳガスセンサーアレイ。
  13. ＭＥＭＳガスセンサーの製造方法であって、前記ＭＥＭＳガスセンサーは請求項１～１１のいずれか１項に記載のＭＥＭＳガスセンサーであり、前記製造方法は、
    第１基板を用意することと、
    第１基板の第１表面においてＮ個のガス検知アセンブリを製造し、Ｎ≧２であり、Ｎが正整数であり、前記ガス検知アセンブリは、サポートアーム及び前記サポートアームに設置されるガス検知部を含み、前記ガス検知部は順に積層設置されるストリップ加熱電極部、絶縁層、ストリップ検知電極部及びガス感応材料部を含み、前記ストリップ検知電極部は第１検知電極部及び第２検知電極部を含み、前記第１検知電極部と第２検知電極部との間に第１開口が設置され、前記ガス感応材料部は前記第１開口の位置に設置され、前記ガス感応材料部の第１端は前記第１検知電極部に接続され、前記ガス感応材料部の第２端は前記第２検知電極部に接続され、各の前記ガス検知アセンブリにおけるストリップ加熱電極部は順に接続され、１つのヒーターを構成することと、を含むＭＥＭＳガスセンサーの製造方法。
JP2023500116A 2020-03-26 2020-07-10 Ｍｅｍｓガスセンサー、及びそのアレイ、製造方法 Active JP7443618B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010222310.3 2020-03-26
CN202010222310.3A CN111272828B (zh) 2020-03-26 2020-03-26 一种mems气体传感器及其阵列、制备方法
PCT/CN2020/101423 WO2021189719A1 (zh) 2020-03-26 2020-07-10 Mems气体传感器及其阵列、制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023517402A JP2023517402A (ja) 2023-04-25
JP7443618B2 true JP7443618B2 (ja) 2024-03-05

Family

ID=70996182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023500116A Active JP7443618B2 (ja) 2020-03-26 2020-07-10 Ｍｅｍｓガスセンサー、及びそのアレイ、製造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230204554A1 (ja)
EP (1) EP4102213A4 (ja)
JP (1) JP7443618B2 (ja)
KR (1) KR20220140856A (ja)
CN (1) CN111272828B (ja)
WO (1) WO2021189719A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111272828B (zh) * 2020-03-26 2022-04-12 微纳感知(合肥)技术有限公司 一种mems气体传感器及其阵列、制备方法
CN113092542A (zh) * 2021-04-08 2021-07-09 香港科技大学深圳研究院 一种平面型纳米气体传感器、阵列及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004037180A (ja) 2002-07-02 2004-02-05 Denso Corp 集積化センサ装置
JP2014153135A (ja) 2013-02-07 2014-08-25 Panasonic Corp ガスセンサ及び匂い判別装置
US20150285772A1 (en) 2014-04-07 2015-10-08 Innochips Technology Co., Ltd. Sensor device
JP2017090188A (ja) 2015-11-09 2017-05-25 フィガロ技研株式会社 ガス検出装置とガス検出方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0320658A (ja) * 1989-03-30 1991-01-29 Ricoh Co Ltd 多ガス識別ガス検出装置
JPH1082755A (ja) * 1996-08-07 1998-03-31 Lg Electron Inc 炭化水素ガスセンサ並びにその製造方法
KR100618627B1 (ko) * 2003-11-28 2006-09-08 주식회사 오토전자 마이크로 가스센서 어레이 및 그 제조방법
KR100609764B1 (ko) * 2004-04-03 2006-08-08 동서대학교산학협력단 가스 감지 디바이스 어레이 및 그 제조방법
CN1684285A (zh) * 2004-04-16 2005-10-19 中国科学院电子学研究所 微结构气敏传感器阵列芯片及其制备方法
CN101329291B (zh) * 2007-06-20 2012-01-11 中国科学院微电子研究所 一种气敏传感器
CN201141848Y (zh) * 2008-01-14 2008-10-29 吉林大学 一体化双功能nasicon固体电解质气体传感器
KR101135404B1 (ko) * 2010-03-29 2012-04-17 전자부품연구원 가스센서 어레이용 마이크로 플랫폼
KR101649586B1 (ko) * 2014-04-07 2016-08-19 주식회사 모다이노칩 센서
EP3382380B1 (en) * 2017-03-31 2020-04-29 Sensirion AG Sensor and sensing method for measuring a target gas concentration in ambient air
KR102361250B1 (ko) * 2017-08-04 2022-02-11 한국전자기술연구원 마이크로 가스센서 어레이 및 그 제조방법
CN107643326A (zh) * 2017-10-30 2018-01-30 智能（厦门）传感器有限公司 一种智能嗅觉气味阵列传感器及制作方法
CN208109742U (zh) * 2017-11-10 2018-11-16 中国人民解放军陆军防化学院 金属氧化物气体传感器
CN108362740B (zh) * 2017-12-27 2020-10-16 武汉微纳传感技术有限公司 一种金属氧化物半导体气体传感器及其制作方法
CN108318548B (zh) * 2018-05-11 2024-03-15 微纳感知(合肥)技术有限公司 一种单悬梁气体传感器、传感器阵列及传感器的制备方法
CN111272828B (zh) * 2020-03-26 2022-04-12 微纳感知(合肥)技术有限公司 一种mems气体传感器及其阵列、制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004037180A (ja) 2002-07-02 2004-02-05 Denso Corp 集積化センサ装置
JP2014153135A (ja) 2013-02-07 2014-08-25 Panasonic Corp ガスセンサ及び匂い判別装置
US20150285772A1 (en) 2014-04-07 2015-10-08 Innochips Technology Co., Ltd. Sensor device
JP2015200644A (ja) 2014-04-07 2015-11-12 イノチップ テクノロジー シーオー エルティディー センサー素子
JP2017090188A (ja) 2015-11-09 2017-05-25 フィガロ技研株式会社 ガス検出装置とガス検出方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP4102213A1 (en) 2022-12-14
EP4102213A4 (en) 2023-07-05
KR20220140856A (ko) 2022-10-18
CN111272828A (zh) 2020-06-12
CN111272828B (zh) 2022-04-12
WO2021189719A1 (zh) 2021-09-30
JP2023517402A (ja) 2023-04-25
US20230204554A1 (en) 2023-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7443618B2 (ja) Ｍｅｍｓガスセンサー、及びそのアレイ、製造方法
US9676607B2 (en) Micromechanical device with an actively deflectable element
JP6804173B2 (ja) 片持ち梁型ガスセンサ、センサアレイ及びセンサの製造方法
JPH05257070A (ja) シリコン空間光変調器
JP2003127100A (ja) 静電アクチュエータ
JP6917843B2 (ja) ガスセンサ
JP3723431B2 (ja) マイクロ電気機械光学デバイス
US10801981B2 (en) Gas sensor, sensor array, and manufacturing method thereof
US20050231787A1 (en) Micro-oscillation element
JP7466052B2 (ja) Ｍｅｍｓガスセンサー及びそのアレイ、ガス検知及び製造方法
CN113514498A (zh) 共片加热阵列式气体检测微芯片及制备方法
CN102360120B (zh) 数字微镜器件及其形成方法
KR100988477B1 (ko) 마이크로 히터 및 그 제조방법
CN102256386A (zh) 具有非均匀线间距加热电阻丝的矩形微型加热器及方法
CN214114913U (zh) 一种新型悬膜式mems微热板
CN115236849A (zh) 二维mems扫描微镜及其制备方法
CN208313880U (zh) 一种翘曲的单悬梁式气体传感器及传感器阵列
CN112320751A (zh) 一种微镜结构及形成方法、微镜阵列以及探测器
KR100349941B1 (ko) 광 스위칭을 위한 마이크로 액추에이터 및 그 제조방법
CN214327116U (zh) 一种微镜结构、微镜阵列以及探测器
CN110798916B (zh) 一种加热器及其制备方法、传感器、智能终端
EP2902835A1 (en) Mirror device manufacturing method
CN112327474A (zh) 微镜结构和形成方法、微镜阵列以及探测器

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220920

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220920

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7426

Effective date: 20221214

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20221214

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230915

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20231010

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240105

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240130

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240221

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7443618

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150