一种AlN热隔离平板双面微结构的半导体式气体传感器及其制造方法技术

技术编号:4111190 阅读:207 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种AlN热隔离平板双面微结构的半导体式气体传感器及其制造方法,涉及一种自热隔离平板双面微结构气体传感器及其制造方法。解决了现有的Si材料的气体传感器存在工艺开发成本高、工艺复杂等问题。基片对角线的四个方位上刻蚀有热隔离槽,基片背面设置有加热电极和信号电极,通过通孔基片正面与背面的加热电极相连通,加热电极为蛇形排列结构,敏感膜附在信号电极上,制造方法如下:一选择基片;二传感器Pt金属薄膜信号电极制备:首先光刻,其次镀膜,最后金属膜剥离;三异面加热电极制备:首先镀膜,然后激光刻蚀;四热隔离;五退火;六附敏感膜。本发明专利技术可以作为半导体式Cl2、NOX、CO等气体传感器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及传感
,具体涉及一种自热隔离平板双面微结构气体传感器及其制造方法。
技术介绍
目前,国内外的半导体式气体传感器,主要用于检测可燃性气体和有毒气体,在防 止中毒和燃烧爆炸起着日益重要的作用,半导体式气体传感器除了气体敏感元件外,还必 须配置一个加热器,给气体敏感元件加热到所需的工作温度,目前以实用化的Sn02系、ZnO 系气敏元件等无机半导体式气体传感器一般需要加热到300°C 50(TC才有气敏特性,都 需掺入贵金属催化剂来提高其灵敏度和选择性,因而催化剂的活性、寿命等对元件的性能 影响极大。于是又开发了低温加热(15(TC 室温)工作的有机半导体,但由于天然的有机 半导体高电阻在10—9Q以上,且有机半导体的电导率总是要比无机半导体低许多,采用常 用的叉指电极结构,其电阻相当大,易受干扰,不利于后续电路信号采集,给采集信号和后 续电路带来困难,限制了它的实际使用。因此,对无机半导体式气体传感器应有新的发展思 路。 20。C时硅导热系数为150W/mK,导热性能与AlN相比较差,20世纪80年代,氮化铝 作为一种陶瓷绝缘体具有较高的传热能力,使氮化铝被大量应用本文档来自技高网...

【技术保护点】
AlN热隔离平板双面微结构的半导体式气体传感器,其特征在于它包括AlN陶瓷基片(1)、两个加热电极(2)、正面加热器(2-1)、背面加热器(2-2)、两个信号电极(3)、两个信号采集片(3-1)、敏感膜(4)和热隔离槽(5),在所述AlN陶瓷基片(1)对角线的四个方位上刻蚀有热隔离槽(5),热隔离槽(5)使得在AlN陶瓷基片(1)正面和背面各形成四个孤岛凸起(5-1),沿热隔离槽(5)四个方位的边缘刻蚀有四个通孔(1-1),AlN陶瓷基片(1)正面设置有加热电极(2)、正面加热器(2-1)、信号电极(3)和信号采集片(3-1),加热电极(2)贯穿在AlN陶瓷基片(1)一侧的两个通孔(1-1)中...

【技术特征摘要】
AlN热隔离平板双面微结构的半导体式气体传感器,其特征在于它包括AlN陶瓷基片(1)、两个加热电极(2)、正面加热器(2-1)、背面加热器(2-2)、两个信号电极(3)、两个信号采集片(3-1)、敏感膜(4)和热隔离槽(5),在所述AlN陶瓷基片(1)对角线的四个方位上刻蚀有热隔离槽(5),热隔离槽(5)使得在AlN陶瓷基片(1)正面和背面各形成四个孤岛凸起(5-1),沿热隔离槽(5)四个方位的边缘刻蚀有四个通孔(1-1),AlN陶瓷基片(1)正面设置有加热电极(2)、正面加热器(2-1)、信号电极(3)和信号采集片(3-1),加热电极(2)贯穿在AlN陶瓷基片(1)一侧的两个通孔(1-1)中,信号电极(3)贯穿在另外两个通孔(1-1)中,正面加热器(2-1)为中间带有缺口的蛇形排列结构,两个信号采集片(3-1)插入正面加热器(2-1)的蛇形排列结构中间的缺口,信号采集片(3-1)的引脚设置在热隔离槽(5)中,并且与信号电极(3)相连通,正面加热器(2-1)的两个引脚设置在热隔离槽(5)中,并且与加热电极(2)相连通,在信号采集片(3-1)插入加热电极(2)的蛇形排列结构的部分附有敏感膜(4),AlN陶瓷基片(1)背面的背面加热器(2-2)为蛇形排列结构,并且设置在AlN陶瓷基片(1)背面的中间位置,背面加热器(22)的两个引脚设置在热隔离槽(5)中,并且与加热电极(2)相连通。2. 根据权利要求1所述的A1N热隔离平板双面微结构的半导体式气体传感器,其特征 在于A1N陶瓷基片(1)为正方形。3. 根据权利要求2所述的A1N热隔离平板双面微结构的半导体式气体传感器,其特征 在于A1N陶瓷基片(1)的边长(d)为3. 1 3.3mm,相邻两个通孔(1-1)外边界之间的距 离(1)为2. 9 3. lmm,由热隔离槽(5)形成的孤岛凸起(5-1)为四个等腰梯形,其中每两 个相对的等腰梯形全等,一对孤岛凸起(5-1)等腰梯形的上底(nl)为O. 45 0. 55mm,下底 (ml)为1. 35 1. 45mm,高(hl)为0. 25 0. 35mm,另一对孤岛凸起(5-1)等腰梯形的上底 (n2)为0. 85 0. 95mm,下底(m2)为1. 55 1. 65mm,高(h2)为0. 45 0. 55mm,背面加热 器(2-2)的蛇形排列结构长度(k)为0. 95 1. 05mm,间距(r)为0. 045 0. 055mm,敏感 膜(4)长度(e)为0. 5 0. 6mm,宽度(f)为0. 2 0. 25mm,正面加热器(2-1)蛇形排列结 构的长度(P)为1. 04 1. 06mm,敏感膜(4)宽度(f)小于正面加热器(2-1)中间缺口的宽 度,通孔(1-1)为正方形,边长(w)为0. 3 0. 5mm,两个信号采集片(3-1)插入正面加热器 (2...

【专利技术属性】
技术研发人员:施云波赵文杰周真修德斌冯侨华
申请(专利权)人:哈尔滨理工大学
类型:发明
国别省市:93[中国|哈尔滨]

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