The utility model relates to a novel micro heat plate type gas sensitive element, which relates to a gas sensor, which aims to solve the problem that the sensitive material is easy to fall off and the overall size of the device is larger. The gas sensing element is sequentially composed of a silicon nitride layer, a silicon dioxide layer, a silicon wafer and a silicon dioxide layer, a first insulating passivation layer and a second insulating passivation layer. Hollow silicon cup is arranged on the transparent substrate, a first insulating passivation layer embedded with electrodes sensitive membrane, the electrode is positioned in the hollow silicon to the bottom of the cup, which is coated with gas sensitive film, heat resistance and temperature resistance embedded in the second insulating passivation layer, on the surface of the passivation layer is provided with a heating resistance welding disk, temperature resistance pad and the sensitive membrane extraction electrode pads, each pad are arranged on the surface of chip bump. The hollow silicon cup makes the gas sensitive film not easy to fall off, and does not need to install an additional protective cover.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及气体传感器。
技术介绍
半导体氧化物气体传感器由于其结构简单、制作方便、成本低等优点得以在各个领域广泛应用。但是该种传感器需在高温下工作,传统方式以陶瓷管为主体的旁热式气体传感器体积较大,具有较大功耗(约1W),且一致性较差。随着微电子机械系统(MEMS)工艺技术的迅猛发展,制作体积小、低功耗、易集成、批量化的MEMS微热板气体传感器成为众多研究者关注的焦点。目前,微热板式气体传感器仍然存在着一些问题,如以硅为基底的半导体器件与气敏材料的附着力较差,气敏材料容易发生脱落现象;常用的引线键合封装导致互联长度增加,且该种封装方式导致气体传感器厚度增加,不利于发挥微热板式气体传感器小体积的优势;另外,由于悬浮的微热板结构较易被外力破坏,需要在敏感元件上安装单独的保护罩,并在上表面设置微小网状结构以保证其与待测气体的接触,该种结构使得上部高度大幅增加,极大地增加了气体传感器的整体尺寸。为了降低气体传感器的整体尺寸,研究者在封装方面给予了一些解决办法,如专利技术专利CN104515793A公开了一种气体传感器封装件,通过倒装芯片接合法将气体感测元件安装至基板来构造具有轻薄结构的气体传感器,但是其需在基板上特别制作气体流入孔以完成感测元件与气体的接触,制作方法较为复杂。专利技术专利CN105158299A和专利技术专利CN105277594A分别公开了一种用于制造气体传感器封装的方法和气体传感器封装件,通过施加模塑化合物以至少部分地封闭半导体芯片,从而在模塑化合物中形成开口,在开口部分施加敏感材料以保证其与待测气体的连通,该种方法需要气敏芯片与载体与模 ...
【技术保护点】
一种新型微热板式气体敏感元件,其特征在于,从下向上依次为:氮化硅层(3)、二氧化硅层(2)、硅片(1)、二氧化硅层(2)、第一绝缘钝化层(5)和第二绝缘钝化层(8);氮化硅层(3)、硅片(1)以及其两侧的二氧化硅层(2)构成所述气体敏感元件的基底,所述基底上开有通透的中空硅杯(17),第一绝缘钝化层(5)内部嵌有敏感膜引出电极(4),所述敏感膜引出电极(4)位于中空硅杯(17)的底面,且敏感膜引出电极(4)的下表面镀有气体敏感膜(14),加热电阻(6)和测温电阻(7)嵌在第二绝缘钝化层(8)内,并且加热电阻(6)和测温电阻(7)的底面均位于第一绝缘钝化层(5)的上表面,第二绝缘钝化层(8)的上表面设置有加热电阻焊盘(10)、测温电阻焊盘(11)和敏感膜引出电极焊盘(12),加热电阻焊盘(10)与加热电阻(6)电气连接,测温电阻焊盘(11)与测温电阻(7)电气连接,敏感膜引出电极焊盘(12)与敏感膜引出电极(4)电气连接,测温电阻焊盘(11)、加热电阻焊盘(10)和敏感膜引出电极焊盘(12)的上表面均设置有芯片凸点(13)。
【技术特征摘要】
1.一种新型微热板式气体敏感元件,其特征在于,从下向上依次为:氮化硅层(3)、二氧化硅层(2)、硅片(1)、二氧化硅层(2)、第一绝缘钝化层(5)和第二绝缘钝化层(8);氮化硅层(3)、硅片(1)以及其两侧的二氧化硅层(2)构成所述气体敏感元件的基底,所述基底上开有通透的中空硅杯(17),第一绝缘钝化层(5)内部嵌有敏感膜引出电极(4),所述敏感膜引出电极(4)位于中空硅杯(17)的底面,且敏感膜引出电极(4)的下表面镀有气体敏感膜(14),加热电阻(6)和测温电阻(7)嵌在第二绝缘钝化层(8)内,并且加热电阻(6)和测温电阻(7)的底面均位于第一绝缘钝化层(5)的上表面,第二绝缘钝化层(8)的上表面设置有加热电阻焊盘(10)、测温电阻焊盘(11)和敏感膜引出电极焊盘(12),加热电阻焊盘(10)与加热电阻(6)电气连接,测温电阻焊盘(11)与测温电阻(7)电气连接,敏感膜引出电极焊盘(12)与敏感膜引出电极(4)电气连接,测温电阻焊盘(11)、加热电阻焊盘(10)和敏感膜引出电极焊盘(12)的上表面均设置有芯片凸点(13)。2.根据权利要求1所述的一种新型微热板式气体敏感元件,其特征在于,第二绝缘钝化层(8)的上表面与气体敏感膜(14)相对应的位置刻有凹槽(9)。3.根据权利要求1所述的一种新型微热板式气体敏感元件,其特征在于,硅片(1)采用N型双抛硅片。4.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员:王成杨,金建东,吴亚林,李玉玲,丁文波,王明伟,齐虹,刘智辉,宋尔东,赵瑞堃,
申请(专利权)人:中国电子科技集团公司第四十九研究所,
类型:发明
国别省市:黑龙江;23
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