【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及气体传感器，尤其涉及一种高热效率气体传感器悬梁结构制备方法及系统。
技术介绍
1、悬膜式气体传感器的主体位于由多根悬梁支撑的悬浮薄膜上，整个悬浮膜结构一般通过正面湿法腐蚀释放完成。虽然传感器的功耗随着薄膜的有效面积而不同，但是通常来讲，采取悬挂膜式结构能够实现更低的功耗，因为其导热面积更小，而热传导是mos气体传感器主要的功耗来源。但与此同时，悬挂膜式结构的机械强度小于封闭膜式的机械强度，相比整个封闭膜，细长的支撑梁更容易因为膜的热膨胀而发生形变甚至发生断裂。
2、现有技术中如公开号为cn102359980a的专利文献所提出的一种具有两支撑悬梁四层结构的电阻式气体传感器及制作方法，传感器的结构包括：衬底框架，隔热腔体，加热膜区，过渡区，支撑悬梁，加热电阻丝，供电引线，供电电极，叉指电极，探测引线，探测电极，和敏感膜。其结构特征为：位于隔热腔体上方的加热膜区通过过渡区和支撑悬梁与衬底框架相连；加热电阻丝以折线的形式排布在加热膜区上，并通过供电引线与衬底框架上的供电电极相连；叉指电极排布在加热电阻丝的间隙，并通过探测引线与探测电极相连；敏感膜位于加热膜区上，覆盖整个加热电阻丝和叉指电极，并和叉指电极有良好的电联接。
3、如公开号为cn102288644a的专利文献所提出的一种具有四支撑悬梁四层结构的电阻式气体传感器及制作方法，传感器的结构包括：衬底框架，隔热腔体，加热膜区，支撑悬梁，加热电阻丝，供电引线，供电电极，叉指电极，探测引线，探测电极，和敏感膜。其结构特征为：位于隔热腔体上方的加热膜区通
4、上述专利所提出的技术方案通过设置悬梁的方式一定程度上解决了传感器的能耗问题，但其所设置的悬梁为保证足够的隔绝热量传递的能力，通常被设计为狭长的结构，然而，在微观尺度下，狭长结构的悬梁会导致其结构强度显著降低，尤其是在温度梯度带来的热应变影响下，悬梁容易产生非期望的结构形变，导致传感器的工作状态令人担忧、存在一定隐患。
5、此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于专利技术人做出本专利技术时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本专利技术不具备这些现有技术的特征，相反本专利技术已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在
技术介绍
中增加相关现有技术之权利。
技术实现思路
1、现有技术中的气体传感器通常通过在感测区域和非感测区域之间设置悬梁的方式使感测区域与非感测区域之间形成镂空区域，进而有效隔绝感测区域与非感测区域之间的热传导，减小感测区域的热量散失，以此来降低气体传感器的能耗。例如，公开号为cn210626385u的专利文献公开了一种具有四支撑悬梁结构的电阻式半导体气体传感器，该传感器结构自下而上依次包括：中部有凹槽作为隔热腔体的硅衬底层以及包括支撑悬梁和绝缘区的支撑层，其中，绝缘区位于硅衬底层隔热腔体上方，绝缘区通过四根支撑悬梁与硅衬底层相连。然而，该技术方案需要通过在硅衬底层的中部设置凹槽结构作为隔热腔体，相当于通过凹槽内部的空气环境来实现绝热区域的构建，该凹槽结构需要足够长的支撑悬梁才能满足相应的强度要求，这也是其将支撑悬梁设置在足够大的硅衬底层上以实现连接的原因。
2、本专利技术公开了一种气体传感器悬梁结构，尤其适用于高热效率的传感器，包括：用于提供支撑的非感测区域和用于支撑感测区域的若干个悬梁，感测区域能够借助悬梁与非感测区域连接，确定形状的悬梁被确定排布方向以在感测区域和非感测区域间形成绝热区域并由此定义被配置用于绝热的绝热区域的形貌特征。与上述现有技术相比，本专利技术中的感测区域能够借助悬梁与非感测区域连接，并通过设置特定的悬梁结构方式来形成绝热区域。基于上述区别技术特征，本专利技术所要解决的技术问题是如何提高传感器传热效率的同时降低热量散失。具体地，上述现有技术通过腐蚀窗腐蚀硅衬底层，并在绝缘区下方形成隔热腔体，其中的绝缘区位于硅衬底层隔热腔体上方，绝缘区通过四根支撑悬梁与硅衬底层相连。也即是说，该技术方案中的感测区域和非感测区域并非通过支撑悬梁直接相连，其中的热量传递部件与绝热部件与本申请的技术方案明显不同，该技术方案中仍然需要设置足够长的支撑悬梁结构才能实现足够绝热的效果。
3、目前对于微小尺寸的气体传感器结构设计，为了同时满足热量聚集以及结构强度两个方面的需求，选择采用悬梁结构来连接感测区域与非感测区域。悬梁结构可以在感测区域与非感测区域之间形成一些镂空区域，通过镂空中空气的绝热性质保障感测区域温度的聚集。现有技术仅仅是设置了悬梁结构来达成上述的目的。然而，本方案进一步研究发现，悬梁具备一定的导热性质，因此为进一步优化能量资源利用率，悬梁必须要满足一定的长度才能达到足够绝热的效果，一方面造成单个传感器的面积增加，降低了组合式传感器电路的集成度，另一方面悬梁的长度增加不利于整体结构的稳定性，使得其在面对一些冲击或应力时更加的脆弱。因此，不同于现有技术，本方案进一步研究了悬梁的具体设计方案，使得按照本方案设计的悬梁结构，能够在保证足够的绝热长度的情况下，仍然具备满足高度集成化、满足结构强度要求的“足够短”的悬梁长度，显著提升传感设备的集成度、能量利用率以及结构强度。
4、根据一种优选的实施方式，感测区域配置有第一区域和第二区域，第二区域由与其接触的第一区域界定，并且悬梁由非感测区域延伸至第二区域。与上述现有技术相比，本专利技术的感测区域设置方式以及其与悬梁的连接方式不同。基于上述区别技术特征，本专利技术所要解决的技术问题是如何减少悬梁与感测区域连接处的热量散失。具体地，本方案将感测区域划分为两个区域，两个区域互相接壤，但是第二区域与第一区域之间具备一定的夹角，使得利用第二区域与悬梁连接，能够在连接区域构成夹角，这种夹角能够显著降低热量在悬梁上的散失，同时能够因为形成的钝角夹角，改善热应力在悬梁连接部位的应力挤压，显著提升结构强度。
5、根据一种优选的实施方式，非感测区域配置有第三区域和第四区域，第三区域由与其接触的第四区域界定，并且悬梁由第三区域伸至第二区域。
6、与上述现有技术相比，本专利技术中的非感测区域设置方式以及其与悬梁的连接方式不同。基于上述区别技术特征，本专利技术所要解决的技术问题是如何减少悬梁与非感测区域连接处的热量散失。具体地，本方案将非感测区域也划分为两个区域，第二区域与悬梁连接也使得在连接部位形成了夹角，该夹角被设计为呈锐角，因此与该连接部位的非感测区域面积是相对较大的，有利于热量的快速转移，使得热量在悬梁与非感测区域连接部分不会产生大量聚集，这一方面有助于在该部位形成热量壁垒，将热量集中在中心的感测区域，另一方面降低的热量差会降低热应力，从而提升该部分的结构强度。
7、根据一种优选的实施方式，被定本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种气体传感器悬梁结构，尤其适用于高热效率的传感器，包括：用于提供支撑的非感测区域(1)和用于支撑感测区域(2)的若干个悬梁(3)，所述感测区域(2)能够借助所述悬梁(3)与所述非感测区域(1)连接，
2.根据权利要求1所述的悬梁结构，其特征在于，所述感测区域(2)配置有第一区域(21)和第二区域(22)，所述第二区域(22)由与其接触的第一区域(21)界定，并且所述悬梁(3)由所述非感测区域(1)延伸至所述第二区域(22)。
3.根据权利要求1或2所述的悬梁结构，其特征在于，所述非感测区域(1)配置有第三区域(11)和第四区域(12)，所述第三区域(11)由与其接触的第四区域(12)界定，并且所述悬梁(3)由所述第三区域(11)延伸至所述第二区域(22)。
4.根据前述权利要求之一所述的悬梁结构，其特征在于，所述悬梁(3)被配置为能够降低热传导地连接至第三区域(11)和第二区域(22)。
5.根据前述权利要求之一所述的悬梁结构，其特征在于，被定义为能够在所述非感测区域(1)和所述感测区域(2)之间延伸的所述悬梁(3)能够与所述
6.一种气体传感器悬梁结构的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述悬梁(3)的端部连接至感测区域(2)的第二区域(22)形成第一过渡区段(31)，并且所述悬梁(3)的另一端部连接至与所述第二区域(22)相对应的非感测区域(1)的第三区域(11)形成第二过渡区段(32)。
8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，形成所述绝热区域(4)包括如下步骤：
9.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，形成所述基片包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种气体传感器悬梁结构，尤其适用于高热效率的传感器，包括：用于提供支撑的非感测区域(1)和用于支撑感测区域(2)的若干个悬梁(3)，所述感测区域(2)能够借助所述悬梁(3)与所述非感测区域(1)连接，
2.根据权利要求1所述的悬梁结构，其特征在于，所述感测区域(2)配置有第一区域(21)和第二区域(22)，所述第二区域(22)由与其接触的第一区域(21)界定，并且所述悬梁(3)由所述非感测区域(1)延伸至所述第二区域(22)。
3.根据权利要求1或2所述的悬梁结构，其特征在于，所述非感测区域(1)配置有第三区域(11)和第四区域(12)，所述第三区域(11)由与其接触的第四区域(12)界定，并且所述悬梁(3)由所述第三区域(11)延伸至所述第二区域(22)。
4.根据前述权利要求之一所述的悬梁结构，其特征在于，所述悬梁(3)被配置为能够降低热传导地连接至第三区域(11)和第二区域(22)。
5.根据前述权利要求之一所述的悬梁结构，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：周清峰，谭振贤，梁健汉，黄闯，张铭杰，
申请(专利权)人：艾感科技广东有限公司，
类型：发明
国别省市：
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