Mems气体传感器的制造方法
Mems气体传感器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及气体检测技术领域，更具体地说，是设及一种MEMS气体传感器。
【背景技术】
[000引MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystem,微机电系统）气体传感器是基于微电 子技术及微加工技术制造的气体传感器。气体传感器的原理是利用金属氧化物薄膜制成的 阻抗器件，在一定的温度下，气体分子在表面与金属氧化物反应引起电阻率的变化，从而实 现对气体的探测。
[0003] 虽然随着MEMS技术的发展，气体传感器的生产工艺逐步优化，但是目前气体传感 器在批量化生产、高精度、集成化和低功耗等方面仍存在改进的空间。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型的目的在于提供一种MEMS气体传感器，旨在解决现有技术中气体传 感器低功耗不优的问题。
[0005] 为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：提供一种MEMS气体传感器，包 括，
[0006] 单晶娃衬底；
[0007] 上氮化娃层与上氧化娃层，由下至上叠置于所述单晶娃衬底上表面；
[000引下氮化娃层，置于所述单晶娃衬底下表面；
[0009] 加热电极，置于所述上氧化娃层上；
[0010] 绝缘层，置于所述加热电极上，绝缘层上设有连接孔；
[0011] 测量电极，置于所述绝缘层上，且通过所述连接孔与所述加热电极连通；
[0012] 气体敏感层，置于所述测量电极上，且与所述测量电极电连接；
[0013] 隔热腔，位于所述上氮化娃层下方，将所述下氮化娃层及所述单晶娃衬底腐刻形 成。
[0014] 可选地，所述气体敏感层材料为有二氧化锡或=氧化鹤。
[0015] 本实用新型中，具有上述结构的气体传感器，具有W下有益效果：
[0016] 一、可大批量并行制造，可达到系统级集成，封装集成度高，可与巧片工艺兼容；
[0017] 二、气体传感器本身精度高、重量轻、尺寸小，功耗低、效能高、成本低，能够大批量 生产。
[0018] S、能实现对C0,N02,CH4等多种气体的探测。
【附图说明】
[0019] 图1是本实用新型实施例提供的MEMS气体传感器的纵向剖视图；
[0020] 10-单晶娃衬底； 11a-上氮化娃层； 11b-下氮化娃层；
[0021] 12a-上氧化娃层； 13-加热电极； 14-绝缘层；
[0022] 15-测量电极； 16-气体敏感层； 17-隔热腔。
【具体实施方式】
[0023] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，W下结合附图及实施 例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用W解释 本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0024] 需要说明的是，当元件被称为"固定于"或"设置于"另一个元件，它可W直接在另 一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为"连接于"另一个元件，它可W 是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
[0025] 还需要说明的是，本实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是 W产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。
[0026] 图1，为本实用新型提供的MEMS气体传感器的纵向剖视图。其包括单晶娃衬底10、 由下至上沉积于单晶娃衬底10上表面的上氮化娃层11a与上氧化娃层12a;沉积于单晶娃 衬底10下表面的下氮化娃层1化；置于上氧化娃层12a的加热电极13 ;置于加热电极13上 的绝缘层14遺于绝缘层14上的测量电极15,测量电极15与加热电极13呈导通状遣于 测量电极15上的气体敏感层16,气体敏感层16且与测量电极15电连接；位于上氮化娃层 11a下方的隔热腔17,隔热腔17将单晶娃衬底10、下氮化娃层Ub穿透。
[0027] 其中，加热电极13为多晶娃离子形成，且渗杂有磯，且磯所占浓度比例为1%至 3%。需要说明的是，该加热电极13是通过注入电流产生焦耳热量。
[002引其中，气体敏感层16材料为二氧化锡或=氧化鹤。
[0029] 本实用新型提供的上述MEMS气体传感器的制造方法，其包括W下工艺步骤：
[0030] S1 ;预备单晶娃衬底10,并于单晶娃衬底10的上表面与下表面分别沉积上氮化娃 层11a与下氮化娃层11b;
[0031] 本实施案例中：单晶娃衬底10选取双面抛光的6英寸n型娃片，材料参数为<100〉 晶向，光洁度< 0.05ym，平整度《±2ym，无损伤，厚度为500 +10ym，电阻率为1~ 5Qcm。娃片清洗干净后，采用LPCVD(LowPressureQiemicalVaporDeposition,低压力 化学气相沉积法）于娃片上表面与下表面分别沉积100nm-600nm的低应力氮化娃层。同时， 上氮化娃层11a与下氮化娃层1化作为阻挡层，在后序湿法刻蚀工艺中对单晶娃衬底10起 到保护作用。
[0032] S2 ;于上氮化娃层11a上沉积上氧化娃层12a;
[0033] 在此步骤中，采用LPCVD法在上氮化娃层11a沉积上氧化娃层12a。由于本实用 新型实施例中，气体传感器整个器件需要进行湿法刻蚀，在S1步骤中沉积低应力氮化娃后 再采用LPCVD沉积低应力氧化娃，该样，整个器件薄膜应力低于200Mpa，结构稳定性更好。 同时，氧化娃和氮化娃的导热性远不如娃故又能起到防止热量散失的作用。
[0034] S3 ;于上氧化娃层12a上制备加热电极13 ;
[0035] 在此步骤中，同样采用LPCVD法于上氧化娃层12a上沉积8k的多晶娃离子，同时， 离子注入浓度比例为1%至3%的磯来增强导电性能。该是因为多晶娃导电与金属不同，它 除了要依靠自由电子外，还要依靠空穴来导电，当多晶娃含有极微量的杂质时，就可使其电 导率有很大的变化，能有效的降低电阻率，故渗杂磯，可W提高导电率。且当磯的浓度为1 % 至3%时，电阻率《 800Q-cm,导电效果最佳。然后经过正胶甩胶，前烘光刻显影后，后烘 工艺后进行反应离子刻蚀，对多晶娃离子层刻蚀出图形后去胶成型所述的加热电极13。气 体传感器工作时，多晶娃加热电极13不仅能给气体传感器提供最佳的工作温度使其达到 最佳工作状态，并能使吸附在敏感膜上的气体分子获得足够的能量脱附。
[0036] S4 ;于加热电极13上制备绝缘层14 ;
[00 37] 在此步骤中，采用阳CVD(PlasmaEnhancedQiemicalVaporDeposition,等离子 体增强化学气相沉积法）于加热电极13上沉积一层1. 5ym的二氧化娃，二氧化娃具有较 好的绝缘性能，作为绝缘层14置于加热电极13上。同时在沉积后利甩胶，前烘光刻后显影， RIE等离子刻蚀二氧化娃层，并于二氧化娃层上形成连接孔141，加热电极13沉积于连接孔 141处，目的便于测量电极15通过连接孔141给加热电极13提供电流加热。
[003引 S5 ;于绝缘层14上制备与加热电极13绝缘的测量电极15 ;
[0039] 在此步骤中，采用瓣射的方式或者热蒸发的方式于绝缘层14上沉积100皿~ lOOOnm的金或者销金。测量电极使用金或者销金是因为金或者销金的密度比较高，柔初性 很好，做打孔引线的时候不会刻穿而影响其他的膜层。具体地，先于绝缘层14上甩正胶，用 阴版光掩膜进行剥离工艺，先甩胶，前烘后显影光刻后进行后烘，正面涂胶保护金电极，涂 胶过程中应避免出现气泡影响保护效果，并在80°C~100°C高温下进行烘干，缩短固化时 间。此处，选用金属金做测量电极15,是因为金抗氧化性能较好，能准确测量气体敏感层 16的电阻变化率。
[0040] S6 ;于测量电极15上制备气体敏感层16 ;
[0041] 在此步骤中，气体敏感层材料为二氧化锡或=氧化鹤等金属氧化物，并同时添加 有贵金属，贵金属可为具有催化作用的Pt、Pd等，加入贵金属的作用是，降低二氧化锡或S 氧化鹤的半导体势垒，促进气体传感器的选择性。具体操作时，将二氧化锡、=氧化鹤及贵 金属加工成祀材，通过蒸锻的方式成型于测量电极15上。贵金属的渗加质量比为1 %-5%， 提高气敏敏感性。当气体敏感层的厚度为5um-8um的时候，敏感度最高。
[0042] 需要说明的是，Pt、Pd是很好的氧化催化剂，如果添加的量过多，会使被测的可燃 气体在其上发生显著的燃烧反应，使气敏层温度大幅升高，导致性能劣化，故通常情况下 Pt、Pd等贵金属的渗杂量W不超过5%为佳。
[0043] S7 ;将S6步骤中产物底部进行腐蚀，形成位于上氮化娃层11a下方的隔热腔17 ;
[0044] 在此步骤中，于S6步骤中产物上表面旋涂一层保护胶，用于保护气体敏感层16不 受强碱腐蚀。于S6步骤中产物的背面上正胶，前烘光刻出二氧化娃湿法刻蚀的窗口显影后 烘后，用浓度为20%，温度80摄氏度的K0H溶液进行娃刻蚀，直到刻蚀到上层LPCVD沉积的 氮化娃该层为止。湿法体娃刻蚀后用氧离子释放阻挡层。需要说明的是，上述K0H溶液也 可W采用四甲基氨氧化锭溶液替代。该两种溶液可W刻蚀出斜梯形的结构，且工艺造价低， 适合于大量生产，在K0H或者四甲基氨氧化锭溶液在浓度为20%~30%，温度80°C的时候 娃片的刻蚀速率大概为1ym/min时，刻蚀效果最好。
[0045] S8 ;将S7步骤中刻蚀后的产物进行退火处理，并冷却形成所述的MEMS气体传感 器。
[0046] 需要说明的是，在进行退火处理前，还包括对上述S7中产物进行切割，切割成多 个气体传感器半成品的步骤。此处，优先采用激光切割，不会污染气体敏感层16,且切割处 平整，效率高。
[0047] 在S8步骤中，将切割好的各气体传感器半成品进行退火工艺，退火处理是由 100°C~150°C上升至600°C~800°C时保持两个小时，并在空气中保持600°C~800°C两小 时，最后自然冷却，气体敏感层16上即得到孔状的敏感薄膜。
[0048] 表1二氧化锡薄膜或=氧化鹤薄膜的体电阻阻值范围与退火处理的对应表
[0049]
[0化0]目前的生产工艺中均没有退火工艺，由表1中可W清楚的看到，当不进行退火 工艺的时候，二氧化锡薄膜或=氧化鹤薄膜的体电阻阻值范围为较小，且在固定范围内 3kQ~化Q;而进行退火处理时，随着退火温度的升高，二氧化锡薄膜或=氧化鹤的体 电阻阻值范围逐渐增大，当达到700°C，二氧化锡薄膜或=氧化鹤的体电阻阻值范围为 化Q~20kQ。而且当退火温度为4〇o°c、5〇(rc、6〇(rc、7〇(rc时，气体传感器各自的线性度 均比较好，随着退火温度的提高，二氧化锡薄膜或=氧化鹤薄膜对于氨气、甲烧等可燃气体 的灵敏度大幅度提局。
[0化1] 综上，采用上述方法制作的上述气体传感器，具有W下有益效果：
[0052] 一、可大批量并行制造，可达到系统级集成，封装集成度高，可与巧片工艺兼容； [0化3] 二、气体传感器本身精度高、重量轻、尺寸小，功耗低、效能高、成本低。
[0化4]S、能实现对CO,N02,CH4等多种气体的探测。
[0化5] W上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用W限制本实用新型，凡在本实用 新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保 护范围之内。
【主权项】
1. 一种MEMS气体传感器，其特征在于，包括， 单晶娃衬底； 上氮化硅层与上氧化硅层，由下至上叠置于所述单晶硅衬底上表面； 下氮化硅层，置于所述单晶硅衬底下表面； 加热电极，置于所述上氧化硅层上； 绝缘层，置于所述加热电极上，绝缘层上设有连接孔； 测量电极，置于所述绝缘层上，且通过所述连接孔与所述加热电极连通； 气体敏感层，置于所述测量电极上，且与所述测量电极电连接； 隔热腔，位于所述上氮化硅层下方，将所述下氮化硅层及所述单晶硅衬底腐刻形成。2. 如权利要求1所述的MEMS气体传感器，其特征在于，所述气体敏感层材料为有二氧 化锡或三氧化钨。
【专利摘要】本实用新型涉及气体检测技术领域，提供了MEMS气体传感器，包括，单晶硅衬底；上氮化硅层与上氧化硅层，由下至上叠置于所述单晶硅衬底上表面；下氮化硅层，置于所述单晶硅衬底下表面；加热电极，置于所述上氧化硅层上；绝缘层，置于所述加热电极上；测量电极，置于所述绝缘层上；气体敏感层，置于所述测量电极上，且与所述测量电极电连接；隔热腔，位于所述上氮化硅层下方，将所述下氮化硅层及所述单晶硅衬底腐刻形成。本实用新型中，气体传感器本身精度高、重量轻、尺寸小，功耗低、效能高、成本低、能够大批量生产。
【IPC分类】G01N27/12
【公开号】CN204694669
【申请号】CN201520113114
【发明人】张绍达, 高胜国, 钟克创, 古瑞琴
【申请人】郑州炜盛电子科技有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年2月16日
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及气体检测技术领域，更具体地说，是设及一种MEMS气体传感器。
【背景技术】
[000引MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystem,微机电系统）气体传感器是基于微电 子技术及微加工技术制造的气体传感器。气体传感器的原理是利用金属氧化物薄膜制成的 阻抗器件，在一定的温度下，气体分子在表面与金属氧化物反应引起电阻率的变化，从而实 现对气体的探测。
[0003] 虽然随着MEMS技术的发展，气体传感器的生产工艺逐步优化，但是目前气体传感 器在批量化生产、高精度、集成化和低功耗等方面仍存在改进的空间。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型的目的在于提供一种MEMS气体传感器，旨在解决现有技术中气体传 感器低功耗不优的问题。
[0005] 为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：提供一种MEMS气体传感器，包 括，
[0006] 单晶娃衬底；
[0007] 上氮化娃层与上氧化娃层，由下至上叠置于所述单晶娃衬底上表面；
[000引下氮化娃层，置于所述单晶娃衬底下表面；
[0009] 加热电极，置于所述上氧化娃层上；
[0010] 绝缘层，置于所述加热电极上，绝缘层上设有连接孔；
[0011] 测量电极，置于所述绝缘层上，且通过所述连接孔与所述加热电极连通；
[0012] 气体敏感层，置于所述测量电极上，且与所述测量电极电连接；
[0013] 隔热腔，位于所述上氮化娃层下方，将所述下氮化娃层及所述单晶娃衬底腐刻形 成。
[0014] 可选地，所述气体敏感层材料为有二氧化锡或=氧化鹤。
[0015] 本实用新型中，具有上述结构的气体传感器，具有W下有益效果：
[0016] 一、可大批量并行制造，可达到系统级集成，封装集成度高，可与巧片工艺兼容；
[0017] 二、气体传感器本身精度高、重量轻、尺寸小，功耗低、效能高、成本低，能够大批量 生产。
[0018] S、能实现对C0,N02,CH4等多种气体的探测。
【附图说明】
[0019] 图1是本实用新型实施例提供的MEMS气体传感器的纵向剖视图；
[0020] 10-单晶娃衬底； 11a-上氮化娃层； 11b-下氮化娃层；
[0021] 12a-上氧化娃层； 13-加热电极； 14-绝缘层；
[0022] 15-测量电极； 16-气体敏感层； 17-隔热腔。
【具体实施方式】
[0023] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，W下结合附图及实施 例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用W解释 本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0024] 需要说明的是，当元件被称为"固定于"或"设置于"另一个元件，它可W直接在另 一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为"连接于"另一个元件，它可W 是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
[0025] 还需要说明的是，本实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是 W产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。
[0026] 图1，为本实用新型提供的MEMS气体传感器的纵向剖视图。其包括单晶娃衬底10、 由下至上沉积于单晶娃衬底10上表面的上氮化娃层11a与上氧化娃层12a;沉积于单晶娃 衬底10下表面的下氮化娃层1化；置于上氧化娃层12a的加热电极13 ;置于加热电极13上 的绝缘层14遺于绝缘层14上的测量电极15,测量电极15与加热电极13呈导通状遣于 测量电极15上的气体敏感层16,气体敏感层16且与测量电极15电连接；位于上氮化娃层 11a下方的隔热腔17,隔热腔17将单晶娃衬底10、下氮化娃层Ub穿透。
[0027] 其中，加热电极13为多晶娃离子形成，且渗杂有磯，且磯所占浓度比例为1%至 3%。需要说明的是，该加热电极13是通过注入电流产生焦耳热量。
[002引其中，气体敏感层16材料为二氧化锡或=氧化鹤。
[0029] 本实用新型提供的上述MEMS气体传感器的制造方法，其包括W下工艺步骤：
[0030] S1 ;预备单晶娃衬底10,并于单晶娃衬底10的上表面与下表面分别沉积上氮化娃 层11a与下氮化娃层11b;
[0031] 本实施案例中：单晶娃衬底10选取双面抛光的6英寸n型娃片，材料参数为<100〉 晶向，光洁度< 0.05ym，平整度《±2ym，无损伤，厚度为500 +10ym，电阻率为1~ 5Qcm。娃片清洗干净后，采用LPCVD(LowPressureQiemicalVaporDeposition,低压力 化学气相沉积法）于娃片上表面与下表面分别沉积100nm-600nm的低应力氮化娃层。同时， 上氮化娃层11a与下氮化娃层1化作为阻挡层，在后序湿法刻蚀工艺中对单晶娃衬底10起 到保护作用。
[0032] S2 ;于上氮化娃层11a上沉积上氧化娃层12a;
[0033] 在此步骤中，采用LPCVD法在上氮化娃层11a沉积上氧化娃层12a。由于本实用 新型实施例中，气体传感器整个器件需要进行湿法刻蚀，在S1步骤中沉积低应力氮化娃后 再采用LPCVD沉积低应力氧化娃，该样，整个器件薄膜应力低于200Mpa，结构稳定性更好。 同时，氧化娃和氮化娃的导热性远不如娃故又能起到防止热量散失的作用。
[0034] S3 ;于上氧化娃层12a上制备加热电极13 ;
[0035] 在此步骤中，同样采用LPCVD法于上氧化娃层12a上沉积8k的多晶娃离子，同时， 离子注入浓度比例为1%至3%的磯来增强导电性能。该是因为多晶娃导电与金属不同，它 除了要依靠自由电子外，还要依靠空穴来导电，当多晶娃含有极微量的杂质时，就可使其电 导率有很大的变化，能有效的降低电阻率，故渗杂磯，可W提高导电率。且当磯的浓度为1 % 至3%时，电阻率《 800Q-cm,导电效果最佳。然后经过正胶甩胶，前烘光刻显影后，后烘 工艺后进行反应离子刻蚀，对多晶娃离子层刻蚀出图形后去胶成型所述的加热电极13。气 体传感器工作时，多晶娃加热电极13不仅能给气体传感器提供最佳的工作温度使其达到 最佳工作状态，并能使吸附在敏感膜上的气体分子获得足够的能量脱附。
[0036] S4 ;于加热电极13上制备绝缘层14 ;
[00 37] 在此步骤中，采用阳CVD(PlasmaEnhancedQiemicalVaporDeposition,等离子 体增强化学气相沉积法）于加热电极13上沉积一层1. 5ym的二氧化娃，二氧化娃具有较 好的绝缘性能，作为绝缘层14置于加热电极13上。同时在沉积后利甩胶，前烘光刻后显影， RIE等离子刻蚀二氧化娃层，并于二氧化娃层上形成连接孔141，加热电极13沉积于连接孔 141处，目的便于测量电极15通过连接孔141给加热电极13提供电流加热。
[003引 S5 ;于绝缘层14上制备与加热电极13绝缘的测量电极15 ;
[0039] 在此步骤中，采用瓣射的方式或者热蒸发的方式于绝缘层14上沉积100皿~ lOOOnm的金或者销金。测量电极使用金或者销金是因为金或者销金的密度比较高，柔初性 很好，做打孔引线的时候不会刻穿而影响其他的膜层。具体地，先于绝缘层14上甩正胶，用 阴版光掩膜进行剥离工艺，先甩胶，前烘后显影光刻后进行后烘，正面涂胶保护金电极，涂 胶过程中应避免出现气泡影响保护效果，并在80°C~100°C高温下进行烘干，缩短固化时 间。此处，选用金属金做测量电极15,是因为金抗氧化性能较好，能准确测量气体敏感层 16的电阻变化率。
[0040] S6 ;于测量电极15上制备气体敏感层16 ;
[0041] 在此步骤中，气体敏感层材料为二氧化锡或=氧化鹤等金属氧化物，并同时添加 有贵金属，贵金属可为具有催化作用的Pt、Pd等，加入贵金属的作用是，降低二氧化锡或S 氧化鹤的半导体势垒，促进气体传感器的选择性。具体操作时，将二氧化锡、=氧化鹤及贵 金属加工成祀材，通过蒸锻的方式成型于测量电极15上。贵金属的渗加质量比为1 %-5%， 提高气敏敏感性。当气体敏感层的厚度为5um-8um的时候，敏感度最高。
[0042] 需要说明的是，Pt、Pd是很好的氧化催化剂，如果添加的量过多，会使被测的可燃 气体在其上发生显著的燃烧反应，使气敏层温度大幅升高，导致性能劣化，故通常情况下 Pt、Pd等贵金属的渗杂量W不超过5%为佳。
[0043] S7 ;将S6步骤中产物底部进行腐蚀，形成位于上氮化娃层11a下方的隔热腔17 ;
[0044] 在此步骤中，于S6步骤中产物上表面旋涂一层保护胶，用于保护气体敏感层16不 受强碱腐蚀。于S6步骤中产物的背面上正胶，前烘光刻出二氧化娃湿法刻蚀的窗口显影后 烘后，用浓度为20%，温度80摄氏度的K0H溶液进行娃刻蚀，直到刻蚀到上层LPCVD沉积的 氮化娃该层为止。湿法体娃刻蚀后用氧离子释放阻挡层。需要说明的是，上述K0H溶液也 可W采用四甲基氨氧化锭溶液替代。该两种溶液可W刻蚀出斜梯形的结构，且工艺造价低， 适合于大量生产，在K0H或者四甲基氨氧化锭溶液在浓度为20%~30%，温度80°C的时候 娃片的刻蚀速率大概为1ym/min时，刻蚀效果最好。
[0045] S8 ;将S7步骤中刻蚀后的产物进行退火处理，并冷却形成所述的MEMS气体传感 器。
[0046] 需要说明的是，在进行退火处理前，还包括对上述S7中产物进行切割，切割成多 个气体传感器半成品的步骤。此处，优先采用激光切割，不会污染气体敏感层16,且切割处 平整，效率高。
[0047] 在S8步骤中，将切割好的各气体传感器半成品进行退火工艺，退火处理是由 100°C~150°C上升至600°C~800°C时保持两个小时，并在空气中保持600°C~800°C两小 时，最后自然冷却，气体敏感层16上即得到孔状的敏感薄膜。
[0048] 表1二氧化锡薄膜或=氧化鹤薄膜的体电阻阻值范围与退火处理的对应表
[0049]
[0化0]目前的生产工艺中均没有退火工艺，由表1中可W清楚的看到，当不进行退火 工艺的时候，二氧化锡薄膜或=氧化鹤薄膜的体电阻阻值范围为较小，且在固定范围内 3kQ~化Q;而进行退火处理时，随着退火温度的升高，二氧化锡薄膜或=氧化鹤的体 电阻阻值范围逐渐增大，当达到700°C，二氧化锡薄膜或=氧化鹤的体电阻阻值范围为 化Q~20kQ。而且当退火温度为4〇o°c、5〇(rc、6〇(rc、7〇(rc时，气体传感器各自的线性度 均比较好，随着退火温度的提高，二氧化锡薄膜或=氧化鹤薄膜对于氨气、甲烧等可燃气体 的灵敏度大幅度提局。
[0化1] 综上，采用上述方法制作的上述气体传感器，具有W下有益效果：
[0052] 一、可大批量并行制造，可达到系统级集成，封装集成度高，可与巧片工艺兼容； [0化3] 二、气体传感器本身精度高、重量轻、尺寸小，功耗低、效能高、成本低。
[0化4]S、能实现对CO,N02,CH4等多种气体的探测。
[0化5] W上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用W限制本实用新型，凡在本实用 新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保 护范围之内。
【主权项】
1. 一种MEMS气体传感器，其特征在于，包括， 单晶娃衬底； 上氮化硅层与上氧化硅层，由下至上叠置于所述单晶硅衬底上表面； 下氮化硅层，置于所述单晶硅衬底下表面； 加热电极，置于所述上氧化硅层上； 绝缘层，置于所述加热电极上，绝缘层上设有连接孔； 测量电极，置于所述绝缘层上，且通过所述连接孔与所述加热电极连通； 气体敏感层，置于所述测量电极上，且与所述测量电极电连接； 隔热腔，位于所述上氮化硅层下方，将所述下氮化硅层及所述单晶硅衬底腐刻形成。2. 如权利要求1所述的MEMS气体传感器，其特征在于，所述气体敏感层材料为有二氧 化锡或三氧化钨。
【专利摘要】本实用新型涉及气体检测技术领域，提供了MEMS气体传感器，包括，单晶硅衬底；上氮化硅层与上氧化硅层，由下至上叠置于所述单晶硅衬底上表面；下氮化硅层，置于所述单晶硅衬底下表面；加热电极，置于所述上氧化硅层上；绝缘层，置于所述加热电极上；测量电极，置于所述绝缘层上；气体敏感层，置于所述测量电极上，且与所述测量电极电连接；隔热腔，位于所述上氮化硅层下方，将所述下氮化硅层及所述单晶硅衬底腐刻形成。本实用新型中，气体传感器本身精度高、重量轻、尺寸小，功耗低、效能高、成本低、能够大批量生产。
【IPC分类】G01N27/12
【公开号】CN204694669
【申请号】CN201520113114
【发明人】张绍达, 高胜国, 钟克创, 古瑞琴
【申请人】郑州炜盛电子科技有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年2月16日
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