[发明专利]一种气体传感器及其制造工艺

权利要求书

1.一种气体传感器，其特征在于，由下至上依次为铝层、第一二氧化硅层、硅基底、第二二氧化硅层、电极组层以及二氧化锡层；

其中，铝层、第一二氧化硅层以及硅基底为环形中空结构；

所述电极组层分为中心区和外围区；中心区包括叉指信号电极，位于叉指信号电极外围的测温电极以及位于测温电极外围的加热电极；外围区包括叉指信号电极引出叉指信号电极触脚，测温电极引出测温电极触脚以及加热电极引出加热电极触脚；

所述第二二氧化硅层位于相邻电极触脚之间的部分设置有窗口，第二二氧化硅层上相邻的窗口之间的部分构成悬臂结构；

二氧化锡层位于电极组层中心区上方。

2.根据权利要求1所述的一种气体传感器，其特征在于，所述叉指信号电极触脚和测温电极触脚各有一对，加热电极触脚为两对，两对加热电极触脚对向设置；叉指信号电极触脚和测温电极触脚对向设置，从而将两对加热电极触脚间隔开，所述窗口设置有四个，分别设置在相邻的两对电极之间。

3.根据权利要求1所述的一种气体传感器，其特征在于，所述叉指信号电极的宽度为10μm，测温电极的宽度为10μm，加热电极的宽度为20μm，电极组的厚度为180nm～220nm。

4.根据权利要求1所述的一种气体传感器，其特征在于，所述第二二氧化硅层的悬臂结构的宽为50μm，长为100μm。

5.根据权利要求1所述的一种气体传感器，其特征在于，所述二氧化锡层的厚度为180nm～220nm。

6.一种气体传感器的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)，在硅基底上下表面生成二氧化硅层；

步骤(2)，在硅基底上表面的二氧化硅层上涂光刻胶，将电极组形状的掩模版盖在光刻胶上曝光，溶解被光照部分的光刻胶；

步骤(3)，在步骤(2)得到的产物的上表面生成铂薄膜层；

步骤(4)，剥离步骤(3)得到的产物上的光刻胶并去除光刻胶上的铂薄膜层，得到铂电极组；

步骤(5)，在铂电极组上制备、烧结二氧化锡层；在二氧化锡层上涂光刻胶、曝光并用氢碘酸将电极组中心区以及外围区以外部分的二氧化锡刻蚀掉；

步骤(6)，在硅基底下表面二氧化硅层上沉积铝层；

步骤(7)，在铝层表面涂光刻胶、曝光，再将中心部分的铝刻蚀掉，裸露出二氧化硅层一部分；

步骤(8)，将未被铝覆盖的二氧化硅层刻蚀掉；

步骤(9)，对硅基底未被下表面二氧化硅覆盖的部分进行刻蚀，直至上表面的二氧化硅层为止；

步骤(10)，在硅基底上表面的二氧化硅层上涂光刻胶、曝光并刻蚀部分二氧化硅形成所悬臂结构。

7.根据权利要求1所述的一种气体传感器的制造工艺，其特征在于，步骤(5)中，采用溶胶凝胶法在电极组上旋涂、烧结，制备二氧化锡薄膜；

在二氧化锡薄膜上旋涂光刻胶，盖上所需二氧化锡形状的掩模板，曝光，再将曝光后的光刻胶溶解于显影液，裸露出所需腐蚀掉的二氧化锡薄膜；

放入氢碘酸中腐蚀掉裸露出的二氧化锡薄膜；

放入丙酮中清洗掉剩余光刻胶，得到二氧化锡薄膜。

8.根据权利要求7所述的一种气体传感器的制造工艺，其特征在于，步骤(7)中，在铝膜上涂光刻胶、曝光，使用BCl₃:Cl₂:CHCl₃:N₂气体组合在铝层上刻蚀出窗口，裸露出二氧化硅层。

9.根据权利要求8所述的一种气体传感器的制造工艺，其特征在于，步骤(8)中，利用铝层做掩模板，使用CHF₃:O₂气体组合将裸露出的二氧化硅层进行刻蚀，裸露出硅基底部分下表面。

10.根据权利要求1所述的一种气体传感器的制造工艺，其特征在于，步骤(9)中，利用铝层作为掩膜层，以SF₆为刻蚀气体方法，C₄F₈为钝化气体，对硅基底进行刻蚀直至硅基底上表面的二氧化硅层时停止。