【技术实现步骤摘要】
一种渗B半导体加热温湿度自补偿气体集成传感器
本专利技术涉及气体传感器及其结构的领域。
技术介绍
在现代社会的生产和生活中,不管是污染性气体还是有益性气体,人们离不开,也躲不过,随着工业化的不断发展,气体种类越来越多,有些有毒有害,有些易燃易爆,因此对气体的检测成为重中之重的话题。现有的气体传感器普遍存在交叉敏感,而且其响应受温度、湿度以及环境条件等因素的影响。气体集成传感器是在一片很小的基片上集成N个具有不同选择性的气敏单元,可同时检测M (M< N)种不同的单一或者混合的气体。本文专利技术的一种镍铬合金膜加热的温湿度自补偿气体集成传感器不仅可实现多气体参数的测量,而且传感器本身集成环境温湿度传感器单元可进行温湿度自补偿,采用镍铬合金膜加热课为个传感器提供适宜的工作温度从而提高传感器精度,传感器悬臂梁式结构可大大减小热量的散失、降低功耗、提高能量利用率,采用MEMS技术,整个传感器结构体积小、重量轻、价格低。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有的气体传感器检测气体参数单一,受环境温、湿度影响较大、工作温度随环境变化、精度低、体积大、成本高等问题,而提出的一种渗B半导体加热温湿度自补偿气体集成传感器。 一种渗B半导体加热的温湿度自补偿气体集成传感器,其特征在于:它是由硅基底(I)、二氧化硅绝缘层(2)、渗B半导体加热体(3)、渗B半导体加热体焊盘(4)、气体传感器单元焊盘(5)、半导体加热电极(6)、氧化铝绝缘层(7)、气体传感器单元(8)、环境温湿度传感器(9)、加热体温度传感器单元(10)、连接线(11)和凹 ...
【技术保护点】
一种渗B半导体加热的温湿度自补偿气体集成传感器,其特征在于:它是由硅基底(1)、二氧化硅绝缘层(2)、渗B半导体加热体(3)、渗B半导体加热体焊盘(4)、气体传感器单元焊盘(5)、半导体加热电极(6)、氧化铝绝缘层(7)、气体传感器单元(8)、环境温湿度传感器(9)、加热体温度传感器单元(10)、连接线(11)和凹槽(12)组成;其特征在于通过以下几个步骤制备:步骤一:准备晶向为(100),规格为 8000×8000×(200~300)(µm3)的硅片作为基底(1),清洁基底(1)的表面;步骤二:用氢氟酸去掉硅上表面已被氧化生成的二氧化硅,然后在硅的上表面通过干氧‑湿氧‑干氧交替氧化的方法,生长一层致密的二氧化硅绝缘层(2),尺寸为8000×8000×(2~5)(µm3);步骤三:在二氧化硅绝缘层(2)上通过光刻和等离子体技术,形成边长为2000(µm)的正八边形渗B形成半导体加热体(3‑1),再通过“退火”氧化方式形成一层薄薄的半导体加热体氧化层(3‑2);步骤四:上述步骤完成后,通过磁控溅射技术,在二氧化硅绝缘层(2)、渗B半导体加热体(3)上溅射生成渗B半导体加热体焊盘(4)、气 ...
【技术特征摘要】
1.一种渗B半导体加热的温湿度自补偿气体集成传感器,其特征在于:它是由硅基底(I)、二氧化硅绝缘层(2)、渗B半导体加热体(3)、渗B半导体加热体焊盘(4)、气体传感器单元焊盘(5)、半导体加热电极(6)、氧化铝绝缘层(7)、气体传感器单元(8)、环境温湿度传感器(9)、加热体温度传感器单元(10)、连接线(11)和凹槽(12)组成;其特征在于通过以下几个步骤制备: 步骤一:准备晶向为(100),规格为8000X8000X (200^300) (Mm3)的硅片作为基底(1),清洁基底(I)的表面; 步骤二:用氢氟酸去掉硅上表面已被氧化生成的二氧化硅,然后在硅的上表面通过干氧-湿氧-干氧交替氧化的方法,生长一层致密的二氧化硅绝缘层(2),尺寸为8000X8000X (2?5) (Mm3); 步骤三:在二氧化硅绝缘层(2)上通过光刻和等离子体技术,形成边长为2000 (Mm)的正八边形渗B形成半导体加热体(3-1),再通过“退火”氧化方式形成一层薄薄的半导体加热体氧化层(3-2); 步骤四:上述步骤完成后,通过磁控溅射技术,在二氧化硅绝缘层(2 )、渗B半导体加热体(3)上溅射生成渗B半导体加热体焊盘(4)、气体传感器单元焊盘(5)、半导体加热电极(6),厚度均等,为2?4 (Mm),并露出渗B半导体加热体焊盘(4)、气体传感器单元焊盘(5); 步骤五:在通过上述步骤形成的整个结构中,再通过磁控溅射技术,溅射一层铝,经氧化后形成一层厚度为5飞(Mm)氧化铝绝缘层(7),并露出渗B半导体加热体焊盘(4)和气体传感器单元焊盘(5); 步骤六:氧化铝绝缘层(7)上,再次采用磁控溅射技术,在渗B半导体加热体焊盘(4)和气体传感器单元焊盘(5)上生成对应大小的厚度5飞(Mm)的渗B半导体加热体焊盘(4)和气体传感器单元焊盘(5),使之与氧化铝绝缘层(7)上表面平齐,再溅射生成厚度为2?4(Mffl)的渗B半导体加热体焊盘(4)、气体传感器单元焊盘(5)、气体传感器单元(8)、环境温湿度传感器(9 )、加热温度传感器单元(10 )和连接线(11); 步骤七:整体结构形成后,分别用盐酸、HF酸和EPW腐蚀剂对氧化铝绝缘层(7)、二氧化硅绝缘层(2)和硅基底(I)从正面对结构进行腐蚀,再用EPW腐蚀剂从背面对硅基底(I)进行腐蚀,形成凹槽(12),最终生成一种渗B半导体加热的温湿度自补偿气体集成传感器。2.根据权利要求1所述的一种渗B半导体加热的高精度风速风向集成传感器的结构创新体现在:渗B半导体加热体(3)、渗B半导体加热体焊盘(4)、气体传感器单元焊盘(5)、半导体加热电极(6)气体传感器单元(8)、环境温湿度传感器(9)和加热温度传感器单元(10)等单元的构成及相互连接;渗B半导体加热体焊盘(4)由(4-1)、(4-2)、(4-3)、(4-4)四部分组成,半导体加热电极(6)由(6-1)、(6-2)、(6-3)、(6-4)四部分组成,渗B半导体加热体焊盘(4-1)与半导体加热电极(6-1)相连,(4-2)与(6-2)相连,(4_3)与(6_3)相连,(4-4)与(6-4)相连,半导体加热电极(6)与渗B半导体加热体(3)相连,气体传感器单元焊盘(5)由(5-1)、(5-2)、(5-3)、(5-4)、(5-5), (5-6), (5-7), (5-8), (5-9), (5-10),(5-11)、(5-12)、(5-13)、(...
【专利技术属性】
技术研发人员:施云波,兰云萍,冯侨华,赵文杰,王欣,
申请(专利权)人:哈尔滨理工大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江;23
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