[发明专利]半导体气体传感器

说明书

技术领域

本发明属于电子器件制造技术领域，具体涉及一种半导体气体传感器。

背景技术

随着社会的发展和科技的进步，工业生产规模逐渐扩大，但是由此导致的事故也不断发生，比如石油化工和煤矿行业所产生的易燃易爆、有毒有害的气体，这些气体一旦超标、泄漏，将严重影响生产人员及周围生活居民的身体健康，如果引起爆炸将造成人员伤亡和财产损失。另外，随着人们生活水平的提高及人们对家居环境装饰要求的转变，使得室内空气质量问题日益突出，由于装修后有毒超标造成的恶性病例更是时有报道。为了确保安全和防患于未然，人们研制了各种检测方法和检测仪器，其中气体传感器已经广泛应用于各行业的生产和生活领域。

气体传感器主要分为电化学式、半导体式、热传导式和光学式等。其中半导体传感器因为检测灵敏度高、响应恢复时间短、元件尺寸微小、寿命长、价格低廉而越来越受到人们的重视。尤其是近年来随着微机械加工技术的发展，半导体气体传感器更是向着集成化、智能化方向发展。由于作为气体敏感材料的金属氧化物半导体需要加热到较高温度时才显现出较好的敏感特性，因此在制备半导体气敏传感器时必须先制备气敏材料的加热电极，然后再制备信号感测电极，结构复杂，工艺流程繁琐，成本较高。并且，现有的一些气体传感器信号感测电极工作区域温度不稳定，加热电极所产生的温度不能很好的聚集在工作区域，向非工作区域散发较多，或者信号感测电极与加热电极通过敏感材料导通，加热电极的电信号会影响敏感材料的工作，进而影响传感器的工作状态。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体气体传感器，其可以对信号感测电极提供均匀的加热热场，提高传感器的响应速率。

为解决上述发明目的，本发明提供一种半导体气体传感器，包括：

基底，所述基底具有表面；

设置在所述表面的信号感测电极，所述信号感测电极包括两个导电电极、以及电性连接所述两个导电电极的功能层；

设置在所述表面的加热电极，所述加热电极与所述信号感测电极彼此绝缘，所述加热电极环绕所述信号感测电极设置。

作为本发明的进一步改进，所述加热电极包括主加热部以及与所述主加热部连接的次加热部，所述主加热部包括对称设置的第一主加热段和第二主加热段，所述信号感测电极位于所述第一主加热段和所述第二主加热段之间。

作为本发明的进一步改进，所述第一主加热段和第二主加热段产生的热场温差小于100℃。

作为本发明的进一步改进，所述第一主加热段和第二主加热段产生的热场温差小于50℃。

作为本发明的进一步改进，所述第一主加热段与其相邻的导电电极之间的距离等于所述第二主加热段与其相邻的导电电极之间的距离。

作为本发明的进一步改进，所述主加热部相对所述次加热部邻近所述信号感测电极，所述主加热部环绕所述信号感测电极设置。

作为本发明的进一步改进，所述次加热部包括分别与所述第一主加热段和第二主加热段连接的第一次加热段和第二次加热段，所述第一次加热段和第二次加热段彼此对称设置。

作为本发明的进一步改进，所述加热电极具有定宽。

作为本发明的进一步改进，所述加热电极呈方波、或锯齿波、或三角波、或正弦波、或蛇形。

作为本发明的进一步改进，所述加热电极和信号感测电极通过印刷的方式制作于所述基底上。

与现有技术相比，本发明提供的半导体气体传感器，通过将加热电极环绕信号感测电极设置，可以保证信号感测电极处于加热电极产生的均匀热场中，加热效果稳定，可以有效地提高传感器的响应速率。

附图说明

图1是本发明半导体气体传感器一实施方式的结构示意图；

图2是本发明半导体气体传感器又一实施方式的结构示意图；

图3是本发明半导体气体传感器又一实施方式的结构示意图；

图4是本发明半导体气体传感器又一实施方式的结构示意图；

图5是锯齿波状加热电极的形状示意图；

图6是三角波状加热电极的形状示意图；

图7和图8是正弦波状加热电极的形状示意图；

图9至图12分别是对图1至图4所示的半导体气体传感器中的加热电极产生热场的软件模拟图；

图13是本发明半导体气体传感器制备方法中依次在基底上制作加热电极、信号感测电极的示意图；

图14是本发明半导体气体传感器一实施例中，对于不同浓度甲醛气体响应的测试示意图。

具体实施方式