用于传感器的微加热设备以及传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于传感器的微加热设备，所述微加热设备具有：衬底；膜片，其中，所述膜片的覆盖区域至少部分跨越由所述衬底至少部分包围的空腔并且所述膜片的至少一个边缘区域直接或间接地固定在所述衬底的表面上；至少一个布置在所述膜片上和/或中的加热线路，所述至少一个加热线路至少具有各至少一个布置在所述覆盖区域上和/或中的散热区段、各一个布置在所述覆盖区域上和/或中的第一输送线路区段和各一个布置在所述覆盖区域上和/或中的第二输送线路区段；其中，所述第一输送线路区段的第一宽度从由所述第一输送线路区段接触的散热区段出发直至由所述第一输送线路区段接触的边缘区域地增大。本发明专利技术同样涉及一种传感器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于传感器的微加热设备。本专利技术同样涉及一种传感器。
技术介绍
在DE 10 2013 212 478 A1中描述了一种气体传感器。气体传感器可以具有薄层膜片，所述薄层膜片跨越在半导体衬底中构造的凹部。不仅气体敏感层而且加热元件如此构造在薄层膜片上，使得气体敏感层可以借助加热元件的运行来加热。借助通过所述方式加热的气体敏感层应当可探测至少一种气体。
技术实现思路
本专利技术实现一种具有权利要求1的特征的用于传感器的微加热设备和具有权利要求8的特征的传感器。本专利技术优点由于第一输送线路区段的有利地构造的第一宽度，在第一输送线路区段中没有出现大的电路密度的情况下可以给所属的加热线路通电。因此，至少一个加热线路可以借助相对大的电流强度通电，而不担心第一输送线路区段的过量的电流负荷。因此，本专利技术能够实现：多个不同的微加热设备/传感器装配有至少一个加热线路，所述至少一个加热线路由于在其第一输送线路区段中出现的小的电流密度可以高地负荷。由于在有利的加热线路的运行期间相对小的最大电流负荷，所以延长装配有所述加热线路的微加热设备的寿命或者装配有所述加热线路的传感器的寿命。此外，第一输送线路区段的有利形状改善至少一个分配给第一输送线路区段的散热区段在以此装配的微加热设备或者以此装配的传感器的运行期间的加热功率。
此外，至少一个散热区段的可借助本专利技术实现的更高的加热功率能够实现至少一个加热线路的结构型式的缩小和/或至少一个加热线路的功率吸收的减小。因此，本专利技术有利于降低微加热设备的电流消耗，其中，同时保证至少一个散热区段的对于微加热设备/传感器的运行期望的散热。优选的方式，第二输送线路区段的第二宽度从在第二输送线路区段中接触的散热区段出发直至由第二输送线路区段接触的边缘区域也增大。因此，对于每一个加热线路的第二输送线路区段也确保第一输送线路区段的根据本专利技术的构造的上述优点。在一种有利的实施方式中，所述至少一个散热区段回曲形地或螺旋状地卷起。这能够实现：通过至少一个加热线路的通电对至少一个回曲形地或螺旋状地卷起的散热区段的周围环境的快速加热。至少一个回曲形地或螺旋状地卷起的散热区段尤其可以具有至少一个局部扩宽部。借助至少一个局部扩宽部能够可靠避免相应散热区段的和/或所分配的加热体积的过热。在另一有利的实施方式中，所述至少一个散热区段包括圆环形区段。通过所述圆环形区段的通电可以保证在包围相应散热区段的体积内的均匀的温度分布。在一种有利的扩展方案中，由至少一个圆环形区段围绕的至少一个圆面区段构造在微加热设备上。这有时例如允许由相应散热区段散发的热的还更好的分布。下面更详细研究用于圆面区段的其他有利的应用可能性。只要期望，所述至少一个加热线路就可以包括至少两个散热区段，其中，散热区段中的各两个通过一个中间区段彼此连接。借助至少两个散热区段例如可以加热不同的敏感材料。如下面详细阐述的那样，微加热设备的借助至少两个散热区段的构造可以实现以下传感器：由于其装配有不同敏感材料所述传感器允许其周围环境的不同的化学特性和/或物理特性的探测/求取。以上所描述的优点也在具有这种微加热设备的传感器中实现。除微加热设备以外，所述传感器还可以包括至少一种布置在膜片上和/或膜片中的敏感材料和至少一个接触敏感材料的传感电极，所述至少一种敏感材料以相应的敏感材料的至少一种物理特性的变化对其周围环境的化学变化和/
或物理变化作出反应。在一种有利的实施方式中，所述传感器装配有第一传感电极和第二传感电极作为所述至少一个传感电极，其中，第一传感电极和第二传感电极如此构造，使得电场线在第一传感电极和第二传感电极之间逐区段地延伸通过分配给它们的圆面区段。通过圆面区段的在此所描述的利用实现由两个传感电极构成的电容器的灵敏度的增大。这允许待施加在传感电极上的电压的降低，其中，同时可以可靠检测相应的敏感材料的至少一种物理特性的可能发生的变化。在另一有利的实施方式中，所述传感器对于每种敏感材料仅仅装配有唯一的传感电极作为所述至少一个传感电极，其中，每种敏感材料的所述唯一的传感电极如此构造，使得分配给所述唯一的传感电极的圆面区段用作由每种敏感材料的唯一的传感电极和圆面区段构成的电容器的接地连接端。因此，可以没有不利地放弃：所述传感器的实施方式装配有另一传感电极(每种敏感材料)。附图说明以下根据附图阐述本专利技术的其他特征和优点。附图示出：图1至5：微加热设备的实施方式的示意图；图6至11：所述传感器的实施方式的示意图。具体实施方式图1示出微加热设备的第一实施方式的示意图。在图1中示意性示出的微加热设备包括衬底10。衬底10优选是半导体衬底、尤其硅衬底。然而对于硅替代地或者补充地，衬底10也可以包括至少一种另外的半导体材料、至少一种金属和/或至少一种电绝缘材料。微加热设备也具有膜片12，其中，膜片12的覆盖区域12a至少部分地跨越由衬底10至少部分包围的空腔14。膜片12的至少一个边缘区域12b直接固定在衬底10的(至少部分围绕空腔14的)表面10a上。膜片12优选包括至少一种电绝缘材料、例如至少一种氧化物。膜片12尤其可以是/包括至少一个氧化物膜片。然而要指出，对于氧化物替代地或者补充地，
膜片12也可以具有至少一种另外的电绝缘材料。此外，还可以将至少一种导电材料嵌入到膜片12中。膜片12优选多层地构造。膜片12例如可以包括第一部分层和第二部分层。然而要指出，膜片12也可以单层地构造。术语“空腔”可以理解为结构化到衬底10的表面10a中的凹槽或者穿过衬底10的凹部。空腔14尤其可以通过衬底10的材料的去除、尤其通过开槽、干式蚀刻或湿式蚀刻构成。此外，所述微加热设备包括至少一个布置在膜片12上和/或膜片12中的加热线路16。至少一个加热线路16优选至少部分嵌入到膜片12中。至少一个加热线路16由至少一种导电材料、例如至少一种金属和/或至少一种掺杂的半导体材料构成。至少一个加热线路16可以理解为至少一个线路，借助所述至少一个线路的通电可以加热其周围环境的至少一部分。为了至少一个加热线路16的通电，所述至少一个加热线路16可以连接/连接到(优选经调节的)电压源和/或电流源、例如外部电路或ASIC电路上。在衬底10的外边缘上和/或膜片12的边缘区域12b上/中例如可以构造接触部，所接触的至少一个加热线路16通过所述接触部可以连接/连接到电压源和/或电流源上。所述接触部例如可以是至少一个键合盘。至少一个加热线路16至少构造有各至少一个布置在覆盖区域12a上和/或中的散热区段18、各一个布置在加热区域12a上和/或中的第一输送线路区段20a以及各一个布置在覆盖区域12a上和/或中的第二输送线路区段20b。其第一输送区段20a理解为相应的加热线路16的以下部分：所述部分从(由第一输送线路区段20a)接触的散热区段18出发并且延伸直至(由第一输送线路区段20a)接触的边缘区域12b。相应地，其第二输送线路区段20b也可以理解为相应的加热线路16的以下部分：所述部分在(由第二输送线路区段20b)接触的散热区段18处开始并且在(由第二输送线路区段20b)接触的边缘区域12b处结束。因此，尽管至少一个散热区段18与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于传感器的微加热设备，所述微加热设备具有：衬底(10)；膜片(12)，其中，所述膜片(12)的覆盖区域(12a)至少部分跨越由所述衬底(10)至少部分包围的空腔(14)并且所述膜片(12)的至少一个边缘区域(12b)直接或间接地固定在所述衬底(10)的表面(10a)上；至少一个布置在所述膜片(12)上和/或中的加热线路(16)，所述至少一个加热线路至少具有各至少一个布置在所述覆盖区域(12a)上和/或中的散热区段(18)、各一个布置在所述覆盖区域(12a)上和/或中的第一输送线路区段(20a)和各一个布置在所述覆盖区域(12a)上和/或中的第二输送线路区段(20b)；其特征在于，所述第一输送线路区段(20a)的第一宽度(b1)从由所述第一输送线路区段(20a)接触的散热区段(18)出发直至由所述第一输送线路区段(20a)接触的边缘区域(12b)地增大。

【技术特征摘要】
2015.02.20 DE 102015203050.41.一种用于传感器的微加热设备，所述微加热设备具有：衬底(10)；膜片(12)，其中，所述膜片(12)的覆盖区域(12a)至少部分跨越由所述衬底(10)至少部分包围的空腔(14)并且所述膜片(12)的至少一个边缘区域(12b)直接或间接地固定在所述衬底(10)的表面(10a)上；至少一个布置在所述膜片(12)上和/或中的加热线路(16)，所述至少一个加热线路至少具有各至少一个布置在所述覆盖区域(12a)上和/或中的散热区段(18)、各一个布置在所述覆盖区域(12a)上和/或中的第一输送线路区段(20a)和各一个布置在所述覆盖区域(12a)上和/或中的第二输送线路区段(20b)；其特征在于，所述第一输送线路区段(20a)的第一宽度(b1)从由所述第一输送线路区段(20a)接触的散热区段(18)出发直至由所述第一输送线路区段(20a)接触的边缘区域(12b)地增大。2.根据权利要求1所述的微加热设备，其中，所述第二输送线路区段(20b)的第二宽度(b2)从由所述第二输送线路(20b)接触的散热区段(18)出发直至由所述第二输送线路区段(20b)接触的边缘区域(12b)地增大。3.根据权利要求1或2所述的微加热设备，其中，所述至少一个散热区段(18)回曲形地或螺旋状地卷起。4.根据权利要求3所述的微加热设备，其中，所述至少一个回曲形地或螺旋状地卷起的散热区段(18)具有至少一个局部扩宽部(26)。5.根据以上权利要求中任一项所述的微加热设备，其中，所述至少一
\t个散热区段(18)包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·格鲁特杰克，H·韦伯，R·菲克斯，I·西蒙，T·S·弗赖，R·M·哲尔菲，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE