[发明专利]场效应管与分子电离融合的气体传感器

权利要求书

1.一种场效应管与分子电离融合的气体传感器，其特征在于包括极化电极、栅格电极和场效应管气敏单元，栅格电极位于极化电极和场效应管气敏单元之间，栅格电极与极化电极之间的气体间隙构成放电区域，栅格电极与场效应管气敏单元之间的气体间隙构成离子漂移区域；

所述的极化电极面向栅格电极一侧表面布置有导体性或者半导体性的管状、线状、柱状、条带状或者针状的极化电极电极材料；

所述栅格电极具有镂空的几何特征，使得中性分子、带电粒子或者光量子在放电区域与离子漂移区域之间能够实现物质交换；

所述场效应管气敏单元是单栅结构，或者是双栅结构，若为单栅结构，其栅极是栅格电极，在场效应管气敏单元基片背向栅格电极一侧表面设置有衬底电极，若为双栅结构，其顶栅电极是栅格电极；场效应管气敏单元面向栅格电极一侧设置有半导体气敏材料时，半导体气敏材料和场效应管气敏单元基片之间有固态介质阻挡层，不设置半导体气敏材料时，则设置固态介质阻挡层或者使用离子漂移区域中的气体作为介质阻挡层。

2.如权利要求1所述的场效应管与分子电离融合的气体传感器，其特征是，所述的半导体气敏材料，是小于或等于室温25℃下即具有敏感性的半导体气敏材料，或者是30℃以上温度下才具有敏感性的半导体气敏材料，如果是后一种半导体气敏材料，在场效应管气敏单元靠近半导体气敏材料的位置布置一个加热用电阻层。

3.如权利要求2所述的场效应管与分子电离融合的气体传感器，其特征是，所述的半导体气敏材料，其中一种是一维纳米材料。

4.如权利要求1所述的场效应管与分子电离融合的气体传感器，其特征是，所述的半导体气敏材料是半导体气敏材料的单质，或者是半导体气敏材料与增强其功能或者增强其加工工艺兼容性的添加剂组成的混合物。

5.如权利要求4所述的场效应管与分子电离融合的气体传感器，其特征是，所述的添加剂 的成分是贵金属催化剂粉末、有机添加剂和绝缘性陶瓷粉末中一种。

6.如权利要求1或2或3或4所述的场效应管与分子电离融合的气体传感器，其特征是，所述的半导体气敏材料是单层的半导体气敏材料膜，或者是多种半导体气敏材料膜构成的多层膜。

7.如权利要求1所述的场效应管与分子电离融合的气体传感器，其特征是，所述的极化电极、栅格电极和场效应管气敏单元，彼此之间是绝缘的，对于极化电极、栅格电极和双栅结构的场效应管气敏单元，其基片材料是陶瓷基片或硅基片，对于单栅结构的场效应管气敏单元，其基片是半导体材料。

8.如权利要求1所述的场效应管与分子电离融合的气体传感器，其特征是，所述的固态介质阻挡层是绝缘材料，包括氧化硅、氮化硅和碳化硅这三种材料中的一种组成的单一成分的单层薄膜，或者，由多种材料堆叠组成的多层薄膜。