气体传感器制造技术

本公开涉及气体传感器，该气体传感器包括有源传感器区域，该有源传感器区域被暴露于环境下以便检测元素。该气体传感器可以是可被固定就位或者由用户携带的空气质量传感器。该气体传感器包括在腔室上方形成的加热器。该气体传感器包括在该加热器上方的形成该有源传感器区域的有源传感器层。该气体传感器可包括诸如热板等无源导电层，该无源导电层进一步将热从该加热器传导并且分布至该有源传感器区域。该加热器可包括多个延伸件。该加热器还可包括第一导电层以及在该第一导电层上的第二导电层，其中，该第二导电层包括多个开口，该多个开口用于增加热量并且更均匀地将热从加热器分布至该有源传感器区域。

Gas sensor

The present disclosure relates to a gas sensor, which includes an active sensor area, which is exposed to the environment to detect elements. The gas sensor can be an air quality sensor that can be fixed in place or carried by users. The gas sensor includes a heater formed above the chamber. The gas sensor includes an active sensor layer forming the active sensor area above the heater. The gas sensor can include passive conductive layers, such as hot plates, which further transmit heat from the heater and distribute it to the active sensor area. The heater can include a plurality of stretches. The heater may also include a first conductive layer and a second conductive layer on the first conductive layer, in which the second conductive layer includes a plurality of openings for increasing heat and more evenly distributing heat from the heater to the active sensor area.

【技术实现步骤摘要】
气体传感器
本公开涉及用于检测空气质量的气体传感器。
技术介绍
空气污染并不限于室外空气污染，而且出现在诸如办公楼、家和如同机场的公共空间等结构物内。随着封闭空间内不新鲜的空气累积，二氧化碳和挥发性有机化合物(VOC)的浓度可能升高至有害水平。空气质量在保持人健康方面是重要因素。例如，不良空气质量触发或恶化某些心肺病症。在较高空气污染水平上，由于氧含量较低，导致生产率可能下降。高水平VOC存在于使用工程材料建造的许多建筑中，这些工程材料包含胶水、染料、粘结剂、粘合剂等。此外，清洁产品、溶剂、油漆和其他涂层、家具、地毯以及其他化学源也贡献VOC污染物。VOC包括诸如乙醇、甲苯、苯、甲醛、四氯乙烯(TCE)以及二氯甲烷等化合物。已经将绿色建筑实践引入限制VOC使用的尝试中，并且在一些情况下，需要更高的室外空气流通率以防止VOC与CO2二者的累积。维持对环境空气中存在的VOC与CO2水平的意识颇具挑战性。尽管一些人对VOC特别敏感并且在高VOC环境中将经历过敏反应，如，头痛、晕眩以及眼鼻喉刺激，但大部分人无法检测污染的危险水平。由于VOC和CO2都是无味的，因此它们通常很难被检测，并且如今大部分建筑没有配备多种类气体传感器。
技术实现思路
除其他以外，本公开涉及用于检测空气质量的改进型气体传感器。这些气体传感器包括各种不同的改进，这些改进可单独地或彼此组合地组合，以改进气体传感器。这些传感器可以是室内空气质量传感器和室外空气质量传感器。这些传感器可以处于汽车市场、医疗市场、或要检测空气质量的任何市场。本公开涉及各种气体传感器，这些气体传感器可由用户携带(诸如，佩戴在他们衣物上)、包括在电子器件内、附接于工作站或者装配在房间内。这些气体传感器将检测用户会关注的各种气体并且向用户提供关于与用户当前环境关联的空气质量的信息。例如，气体传感器可被附接于用户的便携式计算机或办公室环境中的计算机。气体传感器可在诸如平板计算机、监视器或移动电话的用户电子器件的显示器上显示空气质量数据。该数据可采取统计汇总或trench图。气体传感器可与微处理器、存储器和其它传感器一起装配在封装体中。封装体可直接耦合到用户的电子器件或者可被插入电子器件的现有端口中，以将数据从气体传感器和相关电路发送到显示器。附图说明在附图中，完全相同的参考号标识类似的元件或动作，除非上下文另外指出。附图中元件的大小和相对位置不一定按比例绘制。图1是根据本公开的实施例的具有放大加热器区域的气体传感器的横截面视图。图2至图3是图1的放大加热器区域的替代的自上而下的视图；图4是根据本公开的实施例的带有多个加热器开口的气体传感器的横截面视图；图5是可装配在图4的气体传感器中的带有多个加热器开口的加热器的增强的顶视图和侧视图；图6是包括与单个加热器层对准的多个传感器区域的本公开的替代实施例；图7是具有带有多个加热器开口的放大加热器的本公开的替代实施例；图8是具有带有多个加热器开口的放大加热器的本公开的替代实施例；图9是在加热器和有源传感器区域之间包括无源热板的本公开的气体传感器的替代实施例的横截面视图；图10是根据本公开的另一个实施例的带有多个开口的和无源热板的加热器的横截面视图；图11和图12是根据本公开的实施例的气体传感器的顶视图和横截面视图；以及图13和图14是根据本公开的另一个实施例的气体传感器的视图。具体实施方式在以下描述中，阐述了某些具体细节以便提供对所公开主题的各个方面的全面理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践所公开的主题。在一些实例中，尚未具体描述公知的公知结构和电子器件的制造方法以免模糊本公开的其他方面的描述。除非上下文另有要求，否则贯穿说明书和所附权利要求书，“包括(comprise)”一词及其多种变体(诸如，“包括(comprises)”和“包括(comprising)”)将以一种开放式的和包含性的意义来进行解释，例如，“包括但不限于(including,butnotlimitedto)”。贯穿本说明书对“一个实施例”或“一种实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或者特性包括在至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书在各处出现的短语“在一个实施例中”或在“在实施例中”不一定都指同一个方面。此外，可以在本公开的一个或多个方面中以任何适当的方式来组合特定特征、结构或特性。贯穿本说明书对集成电路的引用一般旨在包括在半导体衬底或玻璃衬底上构建的集成电路部件，无论部件是否一起耦合到电路中或者能够互连。贯穿本说明书，最广义地说，术语“层”用于包括薄膜、帽盖等，并且一个层可以包括多个子层。本公开涉及各种气体传感器，这些气体传感器可由用户携带(诸如，佩戴在他们衣物上)、包括在电子器件内、附接于工作站或者装配在房间内。这些气体传感器将检测用户会关注的各种气体并且向用户提供关于与用户当前环境关联的空气质量的信息。例如，气体传感器可被附接于用户的便携式计算机或办公室环境中的计算机。气体传感器可在诸如平板计算机、监视器或移动电话的用户电子器件的显示器上显示空气质量数据。该数据可采取统计汇总或trench图。气体传感器可与微处理器、存储器和其它传感器一起装配在封装体中。封装体可直接耦合到用户的电子器件或者可被插入电子器件的现有端口中，以将数据从气体传感器和相关电路发送到显示器。这些气体传感器包括可被单独或组合地装配在气体传感器中的多个改进。这些改进包括在至少图1至图3中描述的放大加热器、至少图9至图10中描述的无源热板和至少图4至图7中描述的复合加热器。以下将描述每个实施例并且将描述这些特征的各种组合，但是，可以想到这些特征的其它组合并且可基于气体传感器的特定应用的操作来选择这些组合。图1涉及根据本公开的一个实施例的气体传感器100，气体传感器100包括与有源传感器区域104对应的放大加热器102。用加热器102的大加热器区域、大有源传感器区域、通过加热器互连件106的高电阻和低功率来实现气体传感器的优良灵敏度。有源传感器区域是与来自环境中的元素发生化学反应的地方。灵敏度直接与有源传感器区域的大小有联系。然而，为了敏感，必须加热该区域，这是利用焦耳效应通过加热器互连件中的电阻进行功率耗散实现的。功耗取决于电阻并且引起具有较大表面积和小电阻之间的权衡，以降低功率要求。放大加热器102允许在保持相同电阻(确定功耗)的同时有更大的表面参与化学反应。这允许将与该气体传感器100的设计一起使用的现有专用集成电路(ASIC)。加热器102形成在衬底110中形成的腔室108上方。衬底110可包括被第一电介质层114覆盖的硅层112。硅层112可以是500-600纳米。在替代实施例中，衬底110可以是玻璃。第一电介质层可以是范围在3微米至10微米的氧化物；它可以是沉积的或生长的。在这个实施例中，诸如，用光刻工艺和蚀刻，将腔室108被形成为氧化物层114中的凹陷116。蚀刻可以是氟化氢蚀刻，其形成具有2微米深度的具有倾斜壁118和底部120的凹陷。对于该实施例和本申请的所有其它实施例，设想到其它尺寸。凹陷116被填充覆盖有第二电介质层124的聚酰亚胺122。聚酰亚胺122填充凹陷并且延伸经过倾斜壁118，覆盖第一电介质层114的表面128的部分126。第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种器件，包括：衬底；加热器，其形成在所述衬底上，所述加热器具有：第一主要部分，其在第一方向上延伸；多个第二部分，其在第二方向上从所述第一主要部分延伸，所述第二方向横向于所述第一方向；以及有源传感器区域，其在所述加热器上方。

【技术特征摘要】
2016.12.01 US 15/367,0811.一种器件，包括：衬底；加热器，其形成在所述衬底上，所述加热器具有：第一主要部分，其在第一方向上延伸；多个第二部分，其在第二方向上从所述第一主要部分延伸，所述第二方向横向于所述第一方向；以及有源传感器区域，其在所述加热器上方。2.如权利要求1所述的器件，其中，所述加热器和所述有源传感器区域被耦合在一起。3.如权利要求2所述的器件，进一步包括：第一电介质层，其在所述衬底上，所述加热器在所述第一电介质层上；第二电介质层，其在所述加热器上；有源传感器层；第三电介质层，其在所述有源传感器层上，所述第三电介质层包括开口，所述开口暴露所述有源传感器层的所述有源传感器区域。4.如权利要求1所述的器件，其中，所述多个第二部分包括具有第一面积的第一延伸件以及具有第二面积的第二延伸件。5.如权利要求4所述的器件，其中，所述第一面积大于所述第二面积。6.如权利要求4所述的器件，其中，所述第一面积与所述第二面积具有基本上相同的面积。7.如权利要求1所述的器件，其中，所述加热器包括第一层和第二层，所述第一层包括开口并且所述第一主要部分和所述多个第二部分由所述第二层形成，所述第一层中的所述开口的区域涵盖所述第一主要部分和所述多个第二部分的边界。8.一种器件，包括：衬底；加热器，其在所述衬底上，所述加热器包括：第一导电层；第二导电层，其在所述第一导电层上，所述第二导电层包括第一开口和第二开口；第一有源传感器层，其在所述衬底上；以及第一电介质层，其在所述第一有源传感器层上，所述第一电介质层包括第三开口，所述第三开口暴露所述有源传感器层的第一有源传感器区域。9.如权利要求8所述的器件，其中，所述有源传感器区域与所述第二导电层中的所述第一开口和所述第二开口对准并且定位在所述第一开口和所述第二开口上方。10.如权利要求8所述的器件，其中，所述有源传感器层耦合到所述加热器。11.如权利要求8所述的器件，进一步包括在所述加热器上的第二有源传感器层，所述第一有源传感器层与所述第二导电层的所述第一开口对准并且所述第二有源传感器层与所述第二导电层的所述第二开口对准，所述第一电介质包括第四开口，所述第四开口暴露所述第二有源传感器层的第二有源传感器区域。12.如权利要求11所述的器件，其中，所述第一有源传感器层的第一端与所述第二有源传感器层的第一端耦合在一起，并且所述第一有源传感器层的第二端耦合到第一端子并且所述第二有源传感器层的第二端耦合到第二端子，所述第一端子和所述第二端子被分别控制。13.一种器...

【专利技术属性】
技术研发人员：O·勒内尔，A·勒罗施，A·莱拉利亚，R·山卡尔，
申请(专利权)人：意法半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡,SG