[发明专利]一种具有绝热沟槽的MEMS气体传感器及其加工方法

权利要求书

1.一种具有绝热沟槽的MEMS气体传感器，其特征在于，包括：

单晶硅衬底(1)；

绝热沟槽(2)，形成于所述单晶硅衬底(1)的上表面且具有一定深度，所述绝热沟槽(2)包括一组或多组沟槽，其中每组沟槽包括多个平行排列的沟槽；

下绝缘层(3)，覆盖所述单晶硅衬底(1)的上表面；

加热层(4)，设置于所述下绝缘层(3)的上表面，且所述加热层(4)位于所述绝热沟槽(2)的正上方区域内；

上绝缘层(5)，覆盖所述加热层(4)的上表面；

气体敏感层(9)，设置于所述上绝缘层(5)的上表面，且所述气体敏感层(9)位于所述加热层(4)的正上方区域内。

2.如权利要求1所述的具有绝热沟槽的MEMS气体传感器，其特征在于，所述气体传感器还包括：

温度敏感层(7)，设置于所述上绝缘层(5)的上表面；

气体敏感层电极(8)，设置于所述上绝缘层(5)的上表面，所述气体敏感层电极(8)和所述温度敏感层(7)位于所述加热层(4)正上方区域内的不同位置，且所述气体敏感层(9)覆盖所述气体敏感层电极(8)及两电极之间的所述上绝缘层(5)的上表面，从而连通所述气体敏感层电极(8)。

3.如权利要求1或2所述的具有绝热沟槽的MEMS气体传感器，其特征在于，所述绝热沟槽(2)包括两组相交的直线状沟槽，每组沟槽包括多个相互平行的沟槽；或者，所述绝热沟槽(2)包括多个由外向内渐变缩小的回状沟槽。

4.如权利要求1或2所述的具有绝热沟槽的MEMS气体传感器，其特征在于，所述绝热沟槽(2)的沟槽深度为20-100μm，宽度为300-1000nm，每组沟槽的间距为1-5μm。

5.如权利要求1或2所述的具有绝热沟槽的MEMS气体传感器，其特征在于，所述绝热沟槽(2)的表面形成有二氧化硅薄膜(21)，且所述二氧化硅薄膜(21)的厚度为100-500nm。

6.一种具有绝热沟槽的MEMS气体传感器的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在单晶硅衬底的上表面制备绝热沟槽；

S2、在具有所述绝热沟槽的单晶硅衬底的上表面制备下绝缘层；

S3、在制备好的下绝缘层的上表面制备加热层，所述加热层位于所述绝热沟槽的正上方区域内；

S4、在制备好的加热层的上表面，按照S2步骤的方法制备上绝缘层；

S5、在制备好的上绝缘层的上表面制备气体敏感层，所述气体敏感层位于所述加热层的正上方区域内。

7.如权利要求6所述的具有绝热沟槽的MEMS气体传感器的加工方法，其特征在于，所述方法在步骤S4后还包括以下步骤：

在制备好的上绝缘层的上表面制备温度敏感层和气体敏感层电极，制备得到的所述气体敏感层电极和所述温度敏感层位于所述加热层正上方区域内的不同位置，且所述气体敏感层覆盖所述气体敏感层电极及两电极之间的所述上绝缘层的上表面，从而连通所述气体敏感层电极。

8.如权利要求6或7所述的具有绝热沟槽的MEMS气体传感器的加工方法，所述步骤S1中制备得到的所述绝热沟槽包括两组相交的直线状沟槽，每组沟槽包括多个相互平行的沟槽；或者，所述步骤S1中制备得到的所述绝热沟槽包括多个由外向内渐变缩小的回状沟槽。

9.如权利要求6或7所述的具有绝热沟槽的MEMS气体传感器的加工方法，其特征在于，所述步骤S1中的制备所述绝热沟槽的方法为干法刻蚀，且所述绝热沟槽的沟槽深度为20-100μm，宽度为300-1000nm，沟槽间距为1-5μm。

10.如权利要求6或7所述的具有绝热沟槽的MEMS气体传感器的加工方法，其特征在于，所述步骤S1步骤之后，还包括：在制备好的绝热沟槽的表面制备厚度为100-500nm的二氧化硅薄膜。