[发明专利]微机械的气体传感器装置和相应的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及微机械的气体传感器装置和相应的制造方法。

尽管可应用于任意的微机械的气体传感器装置，仍将针对微机械的气体传感器装置来介绍本发明及其问题。

背景技术

已知的微机械的气体传感器装置例如是化学FET、光晶体、电阻测量结构或电子条结构(Balkenstruktur)。这种微机械的气体传感器装置是复杂的结构，其需要复杂的制造工艺和/或繁琐的分析机理。

DE102012211460A1记载了一种气体传感器和相应的利用场效应晶体管的制造方法，在该场效应晶体管上设置着可暴露气体的(gasexponierbar)栅极电极、源极电极和漏极电极，其中，在衬底和栅极电极之间设置有电绝缘物。该电绝缘物被设计成层系统，其中，在该层系统的至少一个层中施加规定的稳定性的电荷。栅极电极尤其为多孔式设计，从而与电极接触的气体种类具有通至电绝缘物的表面的直接通路，进而可以交互作用。

发明内容

本发明提出了一种根据权利要求1的微机械的气体传感器装置和一种根据权利要求11的相应的制造方法。

相应的从属权利要求所述为优选的改进。

本发明的构思在于，在优选由多孔硅或氧化的多孔硅构成的多孔区域中构造多孔的气体通道。这种多孔区域能实现减小气体流动(过滤器效果)或者提供气体通道，在气体通道情况下，气体流以高的表面比例/体积比例处于环境之中，这提高了反应概率。

电磁信号在多孔区域内部由于与待检测的气体相互作用而发生信号变化，由此可以获取气体的所希望的化学的和/或物理的参数，例如热导率、介电常数、透光度。可能的电磁激励是交流电流、热辐射、光辐射等。

本发明的根据权利要求1的微机械的气体传感器装置和根据权利要求11的相应的制造方法允许使用简单的公知的组件，且能实现多种不同的分析机理，它们也可以相互组合，用于提高灵敏性和/或耐用性。

本发明基于一种具有大批量生产优势的建造技术，即一种成本低廉的技术。本发明的微机械的气体传感器装置易于由很简单的气体传感器装置调整为复杂的色谱分析装置。可以采用各自不同的测量方法，或者为了提高灵敏性和耐用性而将这些方法组合。也可以采用各种不同的测量模式，比如静态模式、色谱分析模式等。

本发明的微机械的气体传感器装置也易于例如通过使用加热机构或电场产生机构而调处或再生。

根据一种优选的实施方式，覆盖区域完全遮盖顶面，气体可经由侧面的至少一个区域引入到多孔区域内。由此可以把整个多孔区域都用来进行测量。

根据另一优选的实施方式，信号产生机构和信号接收机构在顶面嵌入到覆盖区域中。这种嵌入因而可以用于对电子元件予以保护和绝缘，这些元件本身有可能就设置在多孔区域附近。

根据另一优选的实施方式，信号产生机构在顶面嵌入到覆盖区域中，信号接收机构在底面嵌入到衬底中。由此可以实现竖直的信号传播。

根据另一优选的实施方式，多孔区域具有空穴，气体可引导通过该空穴，其中，信号产生机构经过设计，从而电磁信号可以在空穴内部的气体中传播。在空穴内可以发生自由扩散，其中，周围的多孔区域可以用作过滤器。

根据另一优选的实施方式，设置有用来对多孔区域予以调处的调处机构。这样就能调节规定的测量条件。

根据另一优选的实施方式，衬底是晶圆衬底，且具有位于其上的第一氧化层，该氧化层位于多孔区域的底面上。这因使用已知的结构而简化了制造。

根据另一优选的实施方式，覆盖区域具有至少一个第二氧化层。由此可以轻易地产生气密的覆盖。

根据另一优选的实施方式，多孔区域由多孔硅或氧化的多孔硅构成。由此可以在易于掌控的过程中产生处于宽广的大小范围内的相对均匀的孔大小。

根据另一优选的实施方式，信号产生机构被设计用于产生电磁信号，其形式为交流电流、光辐射或热辐射。这样就可以采用已知的分析技术轻易地获取最为重要的电的和化学的参数。

附图说明

下面借助在示意图中给出的实施例详述本发明。

其中：

图1为根据本发明的第一实施方式的微机械的气体传感器装置的示意性的横剖视图；

图2为根据本发明的第二实施方式的微机械的气体传感器装置的示意性的横剖视图；

图3为根据本发明的第三实施方式的微机械的气体传感器装置的示意性的横剖视图；

图4为根据本发明的第四实施方式的微机械的气体传感器装置的示意性的横剖视图；