本实用新型专利技术提供了一种常温气体检测用半导体式气敏传感器。包括电极基底(1)，金属电极，电极焊盘(6)，其中金属电极位于电极基底(1)表面，金属电极末端连接有电极焊盘(6)；金属电极包括第一电极矩阵(2)和第二电极矩阵(3)，由圆形叉指条(7)构成，并对称分布于电极基底(1)表面两端；第一电极矩阵(2)和第二电极矩阵(3)相互交叉平行设置，其上端部具有同心圆形式的半圆形树状叉指条，分别为第一阵列叉指条和第二阵列叉指条，第一阵列叉指条和第二阵列叉指条以平行交错的梳齿状同心圆形式交叉设置。半导体式气敏传感器为电阻式半导体传感器，可实现在常温环境的气体检测。可实现在常温环境的气体检测。可实现在常温环境的气体检测。
【技术实现步骤摘要】
一种常温气体检测用半导体式气敏传感器
[0001]本技术属于气体传感器领域，涉及一种常温气体检测用半导体式气敏传感器。
技术介绍
[0002]半导体式气敏传感器是利用半导体气敏元件作为敏感元件的气体传感器，是较为常见的一种气体传感器，目前广泛应用于家庭、工业等领域，适用于可燃气体泄露检测装置。
[0003]按照半导体变化的物理性质，半导体式气敏传感器可分为电阻型和非电阻型。电阻型半导体气体传感器利用半导体接触气体时其阻值的改变来检测气体的成分或浓度非电阻型半导体气体传感器根据对气体的吸附和反应，使半导体的某些特性发生变化对气体进行直接或间接检测。
[0004]电阻型半导体气体传感器是利用气体在半导体表面的氧化还原反应导致敏感元件电阻值发生变化而制成的。通过对器件施加电压，半导体材料的温度随之升高，待半导体器件被加热到稳定状态，在气体接触半导体表面而被吸附时，被吸附的分子首先在物体表面自由扩散，失去运动能量，一部分分子被蒸发掉，另一部分残留分子产生热分解吸附在物体表面。当半导体的功函数小于吸附分子的亲和力，则吸附分子将从器件夺走电子而变成负离子吸附，半导体表面呈现电荷层，致使半导体表面电阻随之下降，由此可检测特定的敏感性气体。
[0005]半导体式气敏传感器具有灵敏度高、操作方便、体积小、成本低廉、响应时间和恢复时间短等优点，但也存在稳定性和选择性差、敏感机理复杂、工作温度高、器件使用寿命短等缺点。
[0006]本技术要解决的问题是克服现有技术的不足，提供一种可在常温环境下检测的、具有高精密、高稳定特性的半导体式气敏传感器，尤其是针对传感器的核心器件叉指电极，在实现微型电极集成化同时，提升电极性能，令其适用于气敏检测。
技术实现思路
[0007]有鉴于此，本技术提供了一种常温气体检测用半导体式气敏传感器。
[0008]本技术的目的通过以下技术方案实现：
[0009]一种常温气体检测用半导体式气敏传感器，包括叉指电极，具体包括电极基底(1)，金属电极，电极焊盘(6)，其中金属电极位于电极基底(1)表面，金属电极末端连接有电极焊盘(6)；金属电极具有电极矩阵结构，包括第一电极矩阵(2)和第二电极矩阵(3)，第一电极矩阵(2)和第二电极矩阵(3)由圆形叉指条(7)构成，并对称分布于电极基底(1)表面两端；第一电极矩阵(2)和第二电极矩阵(3)相互交叉平行设置。
[0010]第一电极矩阵(2)和第二电极矩阵(3)的下端部延伸至电极基底(1)的末端，分别与电极焊盘(6)连接。
[0011]进一步，圆形叉指条(7)宽度为1～50μm。
[0012]第一电极矩阵(2)和第二电极矩阵(3)的上端部具有同心圆形式的半圆形树状叉指条，分别为第一阵列叉指条和第二阵列叉指条，第一阵列叉指条和第二阵列叉指条以平行交错的梳齿状同心圆形式交叉设置，第一阵列叉指条和第二阵列叉指条之间的间距相同。
[0013]进一步，第一阵列叉指条和第二阵列叉指条的间距为1～50μm。
[0014]叉指电极还包括离子选择性薄膜(5)，离子选择性薄膜(5)位于金属电极表面。
[0015]进一步，叉指电极还包括电极保护层(4)，电极保护层(4)位于离子选择性薄膜(5)和金属电极之间。
[0016]进一步，电极基底(1)可以为硅基、陶瓷、高分子材料，包括二氧化硅、氮化铝、氧化铝、碳化硅、玻璃、压电陶瓷、微波介电陶瓷。
[0017]进一步，金属电极包括导电内层和反应层，其中导电内层包括Ti层，Ti层厚度为0.02～0.20μm；反应层包括Au层，Au层厚度为0.10～0.50μm。
[0018]圆形叉指条(7)为圆形金属电极条，宽度均一。
[0019]第一电极矩阵(2)和第二电极矩阵(3)末端连接的两个电极焊盘(6)用于连接外部电路。
[0020]电极保护层(4)可用于保护金属电极电路，也可用于令离子选择性薄膜(5)不易脱落。
[0021]如附图1所示，为本技术实施例1提供的半导体式气敏传感器示意图。电极包括电极基底(1)，金属电极，电极焊盘(6)，离子选择性薄膜(5)，其中金属电极位于电极基底(1)表面，金属电极包括第一电极矩阵(2)和第二电极矩阵(3)，第一电极矩阵(2)和第二电极矩阵(3)由圆形叉指条(7)构成，并对称分布于电极基底(1)表面两端，其中圆形叉指条(7)宽度为5μm。第一电极矩阵(2)和第二电极矩阵(3)的下端部延伸至电极基底(1)的同一侧下端，分别与两个电极焊盘(6)连接。第一电极矩阵(2)和第二电极矩阵(3)的上端部具有同心圆形式的半圆形树状叉指条，分别为第一阵列叉指条和第二阵列叉指条，其中第一阵列叉指条和第二阵列叉指条以平行交错的齿梳状同心圆形式交叉设置，共有叉指条5对。第一阵列叉指条和第二阵列叉指条之间的间距相同，为5μm。离子选择性薄膜(5)位于金属电极表面。
[0022]如附图2所示，为本技术实施例1提供的半导体式气敏传感器侧面示意图。从图中可看出，叉指电极从下往上依次包括电极基底(1)、金属电极和离子选择性薄膜(5)。其中金属电极包括对称分布的第一电极矩阵(2)和第二电极矩阵(3)，离子选择性薄膜(5)修饰于金属电极表面。
[0023]如附图3所示，为本技术实施例2提供的半导体式气敏传感器示意图。电极包括电极基底(1)，金属电极，电极焊盘(6)，离子选择性薄膜(5)，其中金属电极位于电极基底(1)表面，金属电极包括第一电极矩阵(2)和第二电极矩阵(3)，第一电极矩阵(2)和第二电极矩阵(3)由圆形叉指条(7)构成，并对称分布于电极基底(1)表面两端，其中圆形叉指条(7)宽度为10μm。第一电极矩阵(2)和第二电极矩阵(3)的下端部分别延伸至电极基底(1)的两侧末端，分别与两个电极焊盘(6)连接。第一电极矩阵(2)和第二电极矩阵(3)的上端部具有同心圆形式的半圆形树状叉指条，分别为第一阵列叉指条和第二阵列叉指条，其中第一
阵列叉指条和第二阵列叉指条以平行交错的齿梳状同心圆形式交叉设置，共有叉指条15对。第一阵列叉指条和第二阵列叉指条之间的间距相同，为10μm。离子选择性薄膜(5)位于金属电极表面。电极保护层(4)修饰于金属电极表面，覆盖了圆形叉指条(7)所在位置，在其表面再修饰有离子选择性薄膜(5)。
[0024]如附图4所示，为本技术实施例2提供的半导体式气敏传感器侧面示意图。从图中可看出，叉指电极从下往上依次包括电极基底(1)、金属电极、电极保护层(4)和离子选择性薄膜(5)。其中金属电极包括对称分布的第一电极矩阵(2)和第二电极矩阵(3)，金属电极表面修饰有电极保护层(4)，再在其表面修饰离子选择性薄膜(5)。
[0025]如附图5所示，为本技术实施例3提供的半导体式气敏传感器实物示意图。电极采用硅基材料，包括电极基底(1)，金属电极，电极焊盘(6)，离子选择性薄膜(5)，其中金属电极位于电极基底(1)表面，金属电极包括第一电极矩阵(本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种常温气体检测用半导体式气敏传感器，包括叉指电极，其特征在于，包括电极基底(1)，金属电极，电极焊盘(6)，其中所述金属电极位于所述电极基底(1)表面，所述金属电极末端连接有所述电极焊盘(6)；所述金属电极具有电极矩阵结构，包括第一电极矩阵(2)和第二电极矩阵(3)，所述第一电极矩阵(2)和所述第二电极矩阵(3)由圆形叉指条(7)构成，并对称分布于所述电极基底(1)表面两端；所述第一电极矩阵(2)和所述第二电极矩阵(3)相互交叉平行设置。2.根据权利要求1所述的一种常温气体检测用半导体式气敏传感器，其特征在于，所述第一电极矩阵(2)和所述第二电极矩阵(3)的下端部延伸至所述电极基底(1)的末端，分别与所述电极焊盘(6)连接。3.根据权利要求1所述的一种常温气体检测用半导体式气敏传感器，其特征在于，所述圆形叉指条(7)宽度为1～50μm。4.根据权利要求1所述的一种常温气体检测用半导体式气敏传感器，其特征在于，所述第一电极矩阵(2)和所述第二电极矩阵(3)的上端部具有同心圆形式的半圆形树状叉...
【专利技术属性】
技术研发人员：奚亚男，胡保帅，崔皓博，
申请(专利权)人：广州钰芯智能科技研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。