NO323259B1 - Miniatyr-gassensor - Google Patents

Description

OPPFINNELSENS BAKGRUNN

Oppfinnelsens område

Den foreliggende oppfinnelse angår måling, overvåking, eller kontroll av sammensetningen av gassblandinger, særlig luft. Avføtingsinnretninger til slike formål er allerede i bruk, for eksempel for kontroll åv forbrenningsprosesser, miljøovervåking og -kontroll, samt i helseomsorg. Viktigheten av dette emnet fremgår av det faktum at den nøyaktige sammensetning av luft er viktig for mennesker og andre skapningers helse, og det er også viktig med sikte på bevaring av naturressurser, inkludert energi.

Beskrivelse av beslektet teknikk

Flere metoder for gassanalyse er beskrevet i litteraturen, og det finnes også en rekke kommersielt tilgjengelige anordninger. Et av de mest allsidige verktøy er massespektroskopi, som muliggjør identifisering av flyktige molekyler, samt kvantifisering av deres konsentrasjon med tilstrekkelig nøyaktighet, også ved meget lave konsentrasjonsnivåer. Ved massespektroskopi blir prøven først ionisert og deretter utsatt for et elektromagnetisk felt, der artene separeres i henhold til deres molekylmasse. Etter separering utfører en detektor det avsluttende trinn med å frembringe et signal som representerer forekomsten av et stoff ved et gitt punkt langs masselinjen. Massespektroskopi anvendes som en vitenskapelig referansemetode, men er ennå ikke blitt omsatt til en masseproduserbar sensor for distribuert utnyttelse, på grunn av dens kompliserte og omfangsrike beskaffenhet, som medfører forholdsvis høye produksjonskostnader.

I likhet med massespektroskopi anvender gasskromatografi fysisk separering av artene i en blanding, men mens massespektroskopi gjør bruk av forskjellene i masse, blir artene i gasskromatografi separert ved deres ulike affinitet overfor bærergass og en fast eller flytende overflate, benevnt den stasjonære fase i motsetning til den mobile fase. Gasskromatografi er et viktig analytisk verktøy med et kompleksitetsnivå som kan sammenlignes med kompleksitetsnivået til massespektroskopi.

Infrarød absorpsjon-spektroskopi er en annen og nyttig metode for analysering av gassblandinger, særlig forholdsvis tunge molekyler som oppviser distinkte absorpsjonstopper i det infrarøde bølgelengdeområdet. Slik absorpsjon skriver seg fra ulike kvantemodi av molekylvibrasjoner, med et overlagt spekter av rotasjons-energinivåer. Hvert molekyl kan således identifiseres i samsvar med sitt "fingeravtrykk" av infrarød absorpsjon. I enkelte tilfeller er det også mulig å utskille en bestemt art ved bruk av et smalbåndfilter som er skreddersydd for spesifikke molekyler. For eksempel er sensorer for karbondioksid basert på dets smale absorpsjonsbånd ved 4.3 pm blitt konstruert basert på dette opplegg. Infrarød spektroskop! lider imidlertid i noen grad av de samme begrensninger som massespektroskopi med hensyn til kompleksitet og størrelse, og det gjelder ikke dens flersidighet.

En fjerde mulighet for gassblandingsanalysen, er å gjøre bruk av gassarters kjemiske reaktivitet for klassifisering, identifisering, og kvantifisering av dem. Gassprøven blir så utsatt for et antall reagenser, og forekomsten av kjemiske reaksjoner detekteres for eksempel ved frigjøring eller forbruk av varme som følge av at den kjemiske reaksjon er eksoterm eller endoterm. Andre muligheter er deteksjon av endring i pH, eller posisjon langs en oksidasjons-Zreduksjonsakse. Reagensene kan være i enten gassformig, væskeformig eller fast tilstand, og kan enten reagere direkte på en reversibel eller irreversibel måte, eller oppvise katalytisk funksjon. Kjemiske følere av denne type blir ofte konstruert for ikke-repetitiv operasjon, på grunn av oppbyggingen av avfallsprodukter som hindrer videre bruk. Deres anvendbarhet for automatiske overvåkings- og kontrollformål er derfor begrenset.

Bruken av akustiske målinger for gassanalyse har vært vellykket for analyse av binære gassblandinger. Fra elementær teori er det for eksempel kjent at lydhastigheten c i en gass med molekylmasse M er gitt ved

hvor T er den absolutte temperatur, R=8.3143 J/mol K er den generelle gasskonstant, og y er forholdet mellom spesifikk varme ved henholdsvis konstant trykk og volum. Hvis molekylmassene til bestanddelene i en binær blanding er kjent, kan deres relative konsentrasjon bestemmes ut fra måling av lydhastigheten.

En har funnet at luft inneholdende en forurensning under visse forhold kan betraktes som en binær blanding. Slike forhold er fremherskende når forurensningens beskaffenhet er enten kjent eller av liten interesse. For eksempel i prosessindustrier der en eller flere gasser benyttes i stor skala, vil alarminnretninger for tekkasjedeteksjon ofte ikke kreve informasjon med hensyn til gassens spesifikke sammensetning, ettersom de korrigerende handlinger vil være de samme, uten hensyn til denne informasjon. Det samme forhold gjelder inneluft-kvalitetskontroll. I dette tilfellet anses konsentrasjonen av karbondioksid (C02) å være en adekvat indikator som kan benyttes for kontroll av ventilasjonen av et visst område. C02 i luft kan behandles som en binær blanding, og ligning (1) kan benyttes for bestemmelse av C02-konsentrasjonen på grunn av en høyere motekylmasse av C02-molekylet sammenlignet med nitrogen og oksygen som dominerer luftens gjennomsnittlige molekylmasse.

En måte hvorved lydhastigheten i en gass kan bestemmes, er å benytte resonansegenskapene til et lukket hulrom som inneholder gassen. Ved å forme en slik akustisk resonator, hvis resonansfrekvens er en monoton funksjon av gass-lydhastigheten, får man en løsning for bestemmelse av lydhastigheten og følgelig gass-sammensetningen.

Den idé å benytte akustisk resonator som en gassdetektor for binære blandinger av gasser med ulike molekylmasser, er ikke ny, og sensorer som fremstilles ved konvensjonell, ikke-miniatyrisert teknologi er i vanlig handel. En kjent anordning med betegnelsen 'The Greenspan Viscometer" er vist i artikkelen "An Acoustic Viscometer for Gases -1", NBS Report 2658 (1953), M. Greenspan and F.N. Wimenitz, [referenced by Gillis et al. in 'Theory of the Greenspan viscometer", NIST report 2002].

Fra US-patentene 5,524,477 og 5,768,937 er kjent gassdetektorer som arbeider etter et liknende prinsipp som herværende oppfinnelse. Anordningene er imidlertid sammensatt av flerje deler, og utgjør relativt store og kostbare anlegg.

Den kjente teknikk oppviser visse ulemper, først og fremst høye produksjonskostnader, høyere strømforbruk og at anordningens størrelse krever en forholdsvis stor innkapsling. Størrelsen og kostnaden ved anordninger basert på denne kjente teknikk, utelukker utbredt bruk av disse.

SAMMENFATNING AV OPPFINNELSEN

Et formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en miniatyrisert gassensor av akustisk type, som er i stand tiJ å analysere innholdet av gassblandinger hurtig og nøyaktig. Et ytterligere formål med foreliggende oppfinnelse er å minimere strålingstap fra sensorens resonatorkonstruksjon, for derved å oppnå en nøyaktig resonansbestemmelse.

I følge oppfinnelsen er det tilveiebrakt en miniatyrsensor for analysering av innholdet av en gassblanding, hvilken sensor omfatter minst to hulrom som er forbundet via en innsnevret passasje, midler for transport av gassblandingen til og fra hulrommene, midler for aktivering av trykk- eller volum-variasjoner i minst ett av hulrommene, samt midler for detektering av minst en akustisk parameter som avhenger av slike variasjoner, og miniatyrsensoren ifølge oppfinnelsen kjennetegnes ved at den er en MEMS-sensor.

De akustiske parametere kan være lydtrykk, lydhastighet, resonansfrekvens eller en relatert lydparameter.

I en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen kan hulrommene utgjøre minst en akustisk resonator, hvis resonansfrekvens er en monoton funksjon av lydhastigheten til gassen i hulrommene.

Hulrommenes geometri, passasjen samt midlene for aktivering og detektering kan defineres ved en prosess som innbefatter minst en av følgende operasjoner: litografi, etsing, deponering/avsetting og bonding.

Hulrommene og passasjen kan strekke seg hovedsakelig i en retning parallelt med et grenseflateplan mellom to bonderte flater.

Alternativt kan hulrommene og passasjen strekke seg hovedsakelig i en retning vinkelrett på et grenseflateplan mellom to bonderte plater.

Hulrommene og passasjen kan utformes som fordypninger i minst en av grenseflatens plane overflater.

I følge en utførelsesform er et tverrsnittsareal av den innsnevrete passasje ikke mer enn det halve, og ikke mindre enn en hundredel av hvilket som helst tverrsnittsareal av hulrommene'.

Videre kan et tverrsnitt av den innsnevrete passasje være hovedsakelig sirkelformet eller halvsirkelformet.

Hulrommene kan være utformet som fordypninger eller utsparinger i plater bestående av halvleder- og/eller isolasjonsmaterialer.

Detekteringsmidlene kan omfatte minst et element som er enten piezoresistivt, kapasitivt, piezoelektrisk, eller magnetostriktivt.

Hulrommenes fysiske dimensjoner er fortrinnsvis ikke større enn 2 millimeter i lengde og bredde, og ikke større enn 1 millimeter i dybde.

Gasstransporten kan være aktiv transport.

Trykk- eller volumvariasjonene kan være kontinuerlig drevne variasjoner, eller alternativt transiente variasjoner.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

Fig. 1 viser et tverrsnittsriss av en skjematisk og generalisert versjon av en grunnutførelse av gass-sensoren i følge foreliggende oppfinnelse, for å forklare prinsippene ved resonanssystemet og luft-gjennomstrømningen. Fig. 2 viser i et tverrsnittsriss en foretrukket utførelse av den foreliggende oppfinnelse, innbefattende de vesentlige funksjonselementer. Fig. 3 viser, på samme måte som fig. 2, en annen foretrukket utførelse av gass-sensoren i følge oppfinnelsen, der resonanssystemet strekker seg hovedsakelig vinkelrett på et grenseflateplan mellom bonderte plater. Fig. 4 viser, en foretrukket utførelse som oppviser en tre-stakks konstruksjon, med en tredje bunnplate, men som for øvrig er identisk med utførelsen vist i fig. 2. Fig. 5 viseren sensorutførelse som anvender et rygg-mot-rygg-arrangement, hvor det anvendes et større, nedre hulrom som er forbundet med hovedsystemet som er lik hulromsystemet vist i fig. 2.

NÆRMERE BESKRIVELSE AV DE FORETRUKNE UTFØRELSESFORMER

Den foreliggende oppfinnelse er en gass-sensor der målinger av lydhastigheten utføres i en miniatyrisert innkapsling. Miniatyrisering er fordelaktig ut fra flere synspunkter. For det første er små fysiske dimensjoner ofte nødvendig for hensiktsmessig plassering i et visst område, særlig når funksjonelle og estetiske begrensninger er fremherskende, hvilket vanligvis er tilfellet. For det andre forventer brukerne at miniatyriseringen av elektroniske kretser er tilpasset lignende forbedringer også i sensorer, selv om konstruksjonsproblemene og særlig grunnleggende, fysiske begrensninger i blant kan være betydelig mer alvorlige. For det tredje er det, ved bruk av ny MEMS (micro electro mechanical systems)-teknologi, mutig å fremstille temmelig komplekse mikrostrukturer til en meget lav kostnad. Faktisk kan MEMS anses som en utvikling av mikroelektronikk-teknikk, hvor det anvendes de samme grunnverktøy for litografi kombinert med additiv og subtraktiv mikromaskinering. Subtraktiv-teknikker innbefatter forskjellige våt- og tørr-etsingsprosesser. Tynnfilm-avsetning, ione-implantering og faststoff-overflatebonding, for eksempel anodisk bonding, er eksempler på additive teknikker.

Miniatyr-gassensoren i følge foreliggende oppfinnelse omfatter to eller flere hulrom som danner minst en akustisk resonator, hvis resonansfrekvens er en monoton funksjon av lydhastigheten i gassen. Resonatorer med slike egenskaper er velkjent i akustikk-litteraturen. En resonator med konsentrerte elementer kan utformes ved å kombinere en akustisk fjæring med et treghets-element, det vil i utgangspunktet si et volum med et innsnevret innløp. Resonansfrekvensen fr til en slik Helmholtz-resonator er gitt ved

hvor V er volumet, og A, £ er innsnevringens areal og lengde. Fra ligning (2) er det klart at det er mulig å konstruere en resonator med et i utgangspunktet lineært forhold til lydhastigheten.

Fra ligning (2) er det også klart at Helmholtz-resonatorer kan miniatyriseres ved progressiv minsking av V, A og £, og at denne skalering vil føre til progressivt økende resonansfrekvens. En begrensning vil da være resonatorens effektive Q-faktor, som svarer til forholdet mellom lagret og tapt energi. I en vanlig Helmholtz-resonator vil, ved økende frekvens, en økende del av energien avgis ved stråling. Følgelig blir Q-faktoren liten, hvilket begrenser nøyaktigheten av resonansfrekvens-bestemmelse. Det er et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en løsning på dette og relaterte problemer. Løsningen går ut på å forme en resonator av to hulrom som er forbundet ved en innsnevret passasje. Strålingstapet blir da eliminert, hvilket muliggjør tilstrekkelig høy Q-faktor.

En resonator kan aktiveres ved hjelp av hvilken som helst innretning for generering av lyd, og detektering av lyd i hulrom kan utformes ved, i prinsippet, hvilken som helst form for mikrofon. Ved å sveipe aktiveringsfrekvensen over området av forventet resonans, kan resonansfrekvensen bestemmes ut fra amplitudetoppen som mikrofonen detekterer.

MEMS-implenterbare midler for aktivering og detektering er begrenset til et forholdsvis lite antall mulige løsninger, og det er et ytterligere formål med foreliggende oppfinnelse å vise slike løsninger. MEMS-implementerbare aktiveringsmidler innbefatter overflate-motstander for strømvarming, elastiske toelementer med asymmetrisk varmeekspansjonskoeffisient, elektrostatiske elementer, piezoelektriske tynnfilmer, for eksempel bly-zirconat-titanat, og magnetorestriktive tynnfilmer, for eksempel legeringer som innbefatter sjeldne jordmetaller. MEMS-implementerbare deteksjonsmidler innbefatter kapasitive, piezoelektriske, og piezoresistive elementer.

Fig. 1 viser oppfinnelsens grunnstruktur. Sammen danner hulrommene 1 og 2 sammen med den innsnevrete passasjen 3, en akustisk resonator. Resonatorens rsonansfrekvens bestemmes av (lydhastigheten til) gassen i resonatoren. Tohulrom-løsningen sikrer at strålingstap minimeres. I en typisk utførelsesform er hulrommene og kanalen frembrakt ved etseprosesser som er velkjent innen faget. Etsingen kan finne sted bare i den øvre platen 5, eller i en kombinasjon av de to viste plater 5 og 6.

Gassen som skal måles slippes inn i den akustiske resonator via en eller flere ventileringskanaler 4, ved aktive eller passive midler. Aktive midler omfatter pumping av gassen ved bruk av trykkforskjell, mens passive midler omfatter naturlig diffusjon av gassen. Ventileringskanalen kan etses ut fra den ene eller andre av de to plater 5 og 6.1 fig. 1 er det vist en av de mange mulige implementeringer av en slik kanal; her strekker den seg vinkelrett på gasstrømretningen (resonans-retningen) i forbindelsespassasjen 3.

I fig. 2 er det vist en foretrukket utførelsesform. Midler for eksitering av resonatoren inngår i figuren. I flere implementeringer av sensoren utgjør en membran 8 et tynt og fleksibelt gulv for ett eller flere av hulrommene. En slik membran kan lages på mange måter, for eksempel ved å etse et hulrom i den nedre skiven, slik det er kjent innen faget. Membranen 8 kan således danne den mekaniske bærestruktur (substrat) for midlene for eksitering av resonatoren. Eksiteringen kan oppnåes på flere måter. En slik måte er å føre strøm gjennom en eller flere motstander 9, hvilket fører tit strømvarme. I en foretrukket utførelsesform kan motstanderen 9 fremstilles ved å dope et parti av halvleder-substratet 6 for derved å skape den motsatte konduktivitetstype i motstanderen i forhold til substratet. Membranløsningen sikrer maksimal effektivitet hos den resistive oppvarmingsinnretning, ved at et minimum av varme ledes inn i substratet. For maksimal eksitering må hver resistive varmepuls translatere til en maksimal, termoakustisk trykkpuls i resonatoren. Hver varmepuls kan antas å føre til en gitt luftvolum-endring i hulrommet - og således generere en ønsket trykkendring som eksiterer resonatoren. Motstanderen 9 kan også dannes på andre måter, så som ved å avsette resistive ledere på substratet 6. Eksiteringen kan også utføres ved bruk av andre MEMS-implementerbare aktiveringsmidler, som tidligere angitt, innbefattende tilsetting av tynne funksjonelle filmer til den fleksible membran 8. Slike andre eksiteringselementer 9 kan således være elastiske bimorfelementer med asymmetrisk varmeutvidelseskoeffisient, elektrostatiske elementer, piezoelektriske tynnfilmer og magnetorestriktive tynnfilmer. Slike andre eksiteringselementer 9 vil hovedsakelig eksitere resonatoren direkte ved volumendring.

I følge en utførelsesform oppnåes detektering av det akustiske signal ved hjelp av piezomotstander 10 beliggende i membranen 8. Piezomotstander kan lages ved å dope substratet med en motsatt konduktivitetstype enn substratets. I en foretrukket utførelsesform utføres detektering og eksitering i forskjellige hulrom, hvilket muliggjør separat optimering av utformingen av hvert hulrom. I fig. 2 er eksiteringen reservert for hulrom 1 og detektering for hulrom 2. Piezomotstander-arrangementet vil variere med spesifikasjonene. En typisk konfigurasjon er fire piezomotstander anordnet i en Wheatstone-bro. En slik Wheatstone-bro er kjent i faget som et middel til detektering av mekanisk påkjenning i en trykkmembran, så som 8. Som tidligere angitt, kan detektering av det akustiske signal ved hjelp av minst ett elelement 10, også foretas med andre midler som innbefatter en effektiv mikrofon, så som ved kapasitive (elektrostatiske) elementer, eller ved anvendelse av piezoelektriske tynnfilmer.

I figurene er elektriske forbindelser/ledninger til, fra og mellom motstanderene ikke vist, verken på eksiteringssiden eller på detekteringssiden. Prinsippene ved framstillingsprosessene før slike forbindelsesledninger er kjent innen faget. Ledninger innvendig i hulrommene er typisk frembrakt ved en kombinering av lav-resistivitetsdoping og metallisering. Metoder for opprettelse av ledninger mellom hulrommenes innside og utside er også velkjent, men mer kompliserte, og særlig i kombinasjon med hermetisk lukkete hulrom. En foretrukket utførelsesform er å bruke nedgravde ledere implantert i en halvlederskive, som i plate 6.

I fig. 1 og 2 er strømningsretningen i passasjen 3 mellom de to hulrom 1 og 2 hovedsakelig parallell med grenseflaten 7 mellom de to plater 5 og 6. En alternativ utførelsesform er vist i fig. 3, der strømningsretningen gjennom forbindelsespassasjen 3 er hovedsakelig vinkelrett på grenseflaten mellom de to plater 5 og 6. En fordel ved dette prinsipp er at det sparer areal og derfor er en mer kostnadseffektiv løsning. Et eksempel på plasseringen av motstanderen 9 for eksitering og motstanderen 10 for detektering er vist. I fig. 3 er vist en alternativ implementering av ventileringskanalen 4. Det nedre hulrom 2 kan lettere fremstilles i et arrangement der det strekker seg hele veien til platens 6 bunnside, som fortrinnsvis kan være lukket med en ytterligere plate 13 som vist i fig. 4 og 5.

En utførelsesform av foreliggende oppfinnelse benytter en glasskive som den øvre plate 5 og en silisiumskive som den nedre plate 6. Glasskiven er for eksempel av Pyrex (borosilikat-glass). Etsing av hulrommene i glasset fortrinnsvis ved hjelp av en våtisotropisk etsing. De isotropiske egenskaper fører til en mer avrundet hulromsform enn den rektangulære form vist i figurene. En slik form kan være fordelaktig med hensyn til resonatorens kvalitetsfaktor.

Utformingen av fordypningene 11 og 12, og derved av membranene 8 kan utføres ved hjelp av flere alternative midler som velkjent innen faget. En foretrukket utførelsesform for en silisium-implementering av skiven 6 er en våt-anisotropisk etsing. Membranenes 8 tykkelse kan bestemmes for eksempel ved bruk av en elektrokjemisk etse-stopper, som gir en meget velkontrollert membrantykkelse.

I følge en utførelsesform som vist i fig. 4, anvendes en trestakk-struktur. En tredje skive (plate 13) benyttes som en bunnskive. Denne tredje, nedre skive avtetter hulrom utformet i midtplaten, plate 6. Slik avtetting kan i en alternativ implementering utføres under monteringen av tostakk-strukturen på flere ulike substrater eller bærere. I følge en utførelsesform er den tredje, nederste skiven en glasskive, hvilket gjør den fullstendige trestakkstrukturen til en glass-silisium-glass-struktur. De tre skivene kan for eksempel bonderes i to påfølgende, anodiske bonderingstrinn, velkjent innen faget. Bruken av en nedre skive betyr at de nedre hulrom 11 og 12 kan avtettes under renromsforhold. Muligheten til å fremstille avtettete hulrom under slike velkontrollerte forhold, gir et middel til styring av trykket og for eksempel gass-sammensetningen i hulrommene, som således kan benyttes til for eksempel referanseformål i sensoren. Trykket i de nedre hulrom vil også styre membranens 8 mekaniske oppførsel. En videre fordel med en slik utførelsesform, er at den sikrer lav kostnad og høy fremstillingskvalitet, og at membranen 8 og resten av sensoren er godt beskyttet under videre håndtering og pakking.

I følge en utførelsesform, vist i ftg. 5, benyttes en trestakk-konstruksjon til å avtette et større, nedre hulrom som er forbundet med resten av resonanssystemet, gjennom en åpning 14 i membranen 8, utenfor aktiveringselementet 9. Resten av resonanssystemet kan være identisk med det som er vist i fig. 1,2,3 og 5. Resonatorføsningen kan kalles en "rygg-mot-rygg"-variant av det ovenfor beskrevne, generelle resonatorprinsipp. En fordel med en slik løsning, er at det totale volum, og følgelig den lagrete resonansenergi, øker. For en gitt drrftsfrekvens kan dempevirkningene i kanalelementet 3 minimeres samtidig som koplingen til deteksjonselementet kan øke, begge på grunn av en forholdsvis større åpning i kanalelementet 3.

Claims (15)

1. Miniatyrsensor for analysering av innholdet av en gassblanding, hvilken sensor omfatter minst to hulrom (1,2) som er forbundet via en innsnevret passasje (3), midler (4) for transport av gassblandingen til og fra hulrommene (1,2), midler (9) for aktivering av trykk- eller volum-variasjoner i minst ett av hulrommene (1,2), samt midler (10) for detektering av minst en akustisk parameter som avhenger av slike variasjoner, karakterisert ved at miniatyrsensoren er en MEMS-sensor.

2. Miniatyrsensor ifølge krav 1, karakterisert ved at hulrommene (1,2) utgjør minst en akustisk resonator hvis resonansfrekvens er en monoton funksjon av lydhastigheten til gassen i hulrommene (1,2).

3. Miniatyrsensor ifølge krav 1, karakterisert ved at geometrien til hulrommene (1,2), passasjen (3) og midlene (9,10) for aktivering og deteksjon er definert ved en prosess som innbefatter minst en av litografi, etsing, deponering og bonding.

4. Miniatyrsensor ifølge krav 1, karakterisert ved at hulrommene (1,2) og passasjen (3) strekker seg hovedsakelig i en retning parallelt med et grenseflate-plan (7) av to bonderte plater (5,6).

5. Miniatyrsensor ifølge krav 1, karakterisert ved at hulrommene (1,2) og passasjen (3) strekker seg hovedsakelig i en retning vinkelrett på et grenseflate-plan (7) av to bonderte plater (5,6).

6. Miniatyrsensor ifølge krav 4 eller 5, karakterisert ved at hulrommene (1,2) og passasjen (3) er utformet som fordypninger i minst en av grenseflatens (7) plane overflater.

7. Miniatyrsensor ifølge krav 1, karakterisert ved at et tverrsnittsareal av den innsnevrete passasje (3) ikke er mer enn det halve, og ikke mindre enn en hundredel av et hvilket som helst tverrsnittsareal av hulrommene (1,2).

8. Miniatyrsensor ifølge krav 1, karakterisert ved at den innsnevrete passasjens (3) tverrsnitt er hovedsakelig sirkelformet eller halvsirkelformet.

9. Miniatyrsensor ifølge krav 1, karakterisert ved at hulrommene (1,2) er utformet som fordypninger i plater (5,6) bestående av halvleder- eller isoleringsmaterialer.

10. Miniatyrsensor ifølge krav 1, karakterisert ved at hulrommene (1,2) og passasjen(e) (3) er utformet ved klebemiddelfri faststoff-bonding av minst to hovedsakelig plane flater.

11. Miniatyrsensor ifølge krav 1, karakterisert ved at detekteringsmidlene (10) omfatter minst ett element som er enten piezoresistivt, kapasitivt, piezoelektrisk, eller magnetostriktivt.

12. Miniatyrsensor ifølge krav 1, karakterisert ved at hulrommenes (1,2) fysiske dimensjoner ikke er større enn 2 millimeter i lengde og bredde, og ikke større enn 1 millimeter i dybde.

13. Miniatyrsensor ifølge krav 1, karakterisert ved at gasstransporten er aktiv transport.

14. Miniatyrsensor ifølge krav 1, karakterisert ved at trykk- eller volumvariasjonene er kontinuerlig drevne variasjoner.

15. Miniatyrsensor ifølge krav 1, karakterisert ved at trykk- eller volumvariasjonene er transiente variasjoner.