【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体传感器，尤其涉及一种气体传感器、制作方法及气体浓度检测系统。
技术介绍
1、在酒精浓度检测装置中，气体传感器对酒精浓度的检测起到关键作用。
2、常用的用于酒精浓度检测的半导体型气体传感器具有结构简单、制程与芯片制造兼容等优点。然而，常用的用于酒精浓度检测的半导体型气体传感器采用金属氧化物半导体制作气敏层，大多需要搭载加热器件，用于对气敏层进行加热，加快气敏层的感测和响应速度，通常加热器件的加热温度可达100～450℃，能源功耗大。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请提供了一种气体传感器、制作方法及气体浓度检测系统，目的在于解决现有技术中的技术问题。
2、为实现上述目的，本申请采用的技术方案如下：
3、第一方面，本申请实施例提供了一种气体传感器，包括：
4、光源，用于发出预设波长的光线；
5、感应结构，所述光源照射所述感应结构，所述感应结构包括衬底及依次生长在衬底上的扩展层和气敏层，所述气敏层和所述扩展层均采用二维半导体材料制成。
6、在第一方面的其中一个实施例中，所述感应结构还包括亲水层，所述亲水层设置于所述气敏层远离所述扩展层的一侧，所述亲水层采用二维半导体材料制成。
7、在第一方面的其中一个实施例中，所述亲水层用于保持所述气敏层表面的湿润性，和/或所述亲水层为tio2薄膜；
8、所述气敏层用于对不同浓度的气体进行感测和响应，和/或所述气敏层用于所述气敏层为sno2薄膜
9、所述扩展层用于产生电子和电洞，以加快所述气敏层的感测和响应速度，和/或所述扩展层为tio2薄膜或cuo薄膜。
10、在第一方面的其中一个实施例中，所述亲水层的厚度为5～10nm；
11、所述气敏层的厚度为1～5nm；
12、所述扩展层的厚度为10～20nm。
13、在第一方面的其中一个实施例中，所述光源照射所述气敏层和所述扩展层，以加快所述气敏层的感测和响应速度，并加快所述扩展层的电子和电洞的产生速度，和/或所述光源发出的光线的波长为200～280nm。
14、在第一方面的其中一个实施例中，所述感应结构还包括：
15、第一导电柱；
16、第二导电柱，所述感应结构开设有间隔设置的第一通孔和第二通孔，所述第一通孔贯穿于所述亲水层、所述气敏层、所述扩展层和所述衬底，所述第二通孔贯穿于所述亲水层、所述气敏层、所述扩展层和所述衬底，所述第一导电柱设置于所述第一通孔内，所述第二导电柱设置于第二通孔内。
17、在第一方面的其中一个实施例中，所述感应结构还包括：
18、电极层，所述电极层设置于所述亲水层远离所述气敏层的一侧；
19、至少两个键合金属垫，所述至少两个键合金属垫间隔的设置于所述衬底远离所述扩展层的一侧，所述键合金属垫与所述电极层分别与所述第一导电柱的相对两端连接，所述键合金属垫与所述电极层分别与所述第二导电柱的相对两端连接。
20、在第一方面的其中一个实施例中，所述气体传感器还包括转换芯片，所述转换芯片和所述键合金属垫连接，以使所述转换芯片和所述感应结构电连接。
21、第二方面，本申请还提供一种气体传感器的制作方法，包括：
22、在衬底上开设第一通孔和第二通孔，分别在第一通孔处生长第一导电柱，在第二通孔处生长第二导电柱；
23、在衬底的一侧表面依次设置扩展层、气敏层和电极层，第一导电柱与扩展层、气敏层和电极层连接，第二导电柱与扩展层、气敏层和电极层连接，其中，气敏层和扩展层均采用二维半导体材料沉积形成；
24、在衬底远离扩展层的一侧表面设置至少两个键合金属垫，键合金属垫分别与第一导电柱和第二导电柱连接；
25、将键合金属垫与转换芯片连接；
26、获取光源，光源发出预设波长的光线照射气敏层和扩展层。
27、第三方面，本申请还提供一种气体浓度检测系统，包括气体浓度检测装置和上位机，所述气体浓度检测装置包括上述的气体传感器、或上述的气体传感器的制作方法制作的气体传感器和壳体；
28、其中，所述壳体具有收容空间，所述光源和所述感应结构间隔的设置于所述收容空间内，并分别与所述壳体连接，所述壳体还开设有开口，以使不同浓度的气体进入所述收容空间内；
29、所述上位机与所述转换芯片连接，所述上位机用于向所述气体传感器供电，和/或用于接收所述转换芯片输出的信号，并基于所述信号输出对应的信息。
30、相对于现有技术，本申请的有益效果是：本申请提出一种气体传感器，包括光源和感应结构，所述光源用于发出预设波长的光线，并照射所述感应结构，所述感应结构包括衬底及依次生长在衬底上的扩展层和气敏层，所述气敏层和所述扩展层均采用二维半导体材料制成。二维半导体材料制成的气敏层可实现在室温下进行高效率气体探测，解决相关技术中金属氧化物半导体制作的气敏层需要加热器件加快感测和响应速度而产生的高功耗问题。进一步的，气敏层和扩展层之间形成异质接合，通过设置光源照射气敏层和扩展层，加快气体分子或原子在气敏层表面进行氧化或还原，使气敏层的电阻因不同浓度的气体快速改变，进一步提高了气敏层对不同浓度气体的感测和响应速度。这样，无需采用加热器件对气敏层进行加热，同样实现了加快气敏层感测和响应的目的，减少能耗，同时，还增加了气体传感器的适用场景，尤其适合与便携式电子产品结合使用。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种气体传感器，用于检测气体浓度，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，所述感应结构还包括亲水层，所述亲水层设置于所述气敏层远离所述扩展层的一侧，所述亲水层采用二维半导体材料制成。
3.根据权利要求2所述的气体传感器，其特征在于，
4.根据权利要求2所述的气体传感器，其特征在于，
5.根据权利要求3所述的气体传感器，其特征在于，所述光源照射所述气敏层和所述扩展层，以加快所述气敏层的感测和响应速度，并加快所述电流扩充层的电子和电洞的产生速度，和/或所述光源发出的光线的波长为200～280nm。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的气体传感器，其特征在于，所述感应结构还包括：
7.根据权利要求6所述的气体传感器，其特征在于，所述感应结构还包括：
8.根据权利要求7所述的气体传感器，其特征在于，所述气体传感器还包括转换芯片，所述转换芯片和所述键合金属垫连接，以使所述转换芯片和所述感应结构电连接。
9.一种气体传感器的制作方法，其特征在于，包括：
...
【技术特征摘要】
1.一种气体传感器，用于检测气体浓度，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，所述感应结构还包括亲水层，所述亲水层设置于所述气敏层远离所述扩展层的一侧，所述亲水层采用二维半导体材料制成。
3.根据权利要求2所述的气体传感器，其特征在于，
4.根据权利要求2所述的气体传感器，其特征在于，
5.根据权利要求3所述的气体传感器，其特征在于，所述光源照射所述气敏层和所述扩展层，以加快所述气敏层的感测和响应速度，并加快所述电流扩充层的电子和电洞的产生速度，和/或所述光源发出的光线的波长为200～280nm。
【专利技术属性】
技术研发人员：康志龙，张文燕，鲁聪，
申请(专利权)人：上海共进微电子技术有限公司，
类型：发明
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。