[发明专利]检测气态分析物的气体传感器装置和制造该装置的方法

说明书

本发明涉及用于制造用于检测至少一种气态分析物的气体传感器装置（100）的方法。所述方法（700）具有以下步骤：提供传感器基体（110），所述半导体基体具有半导体衬底（112）和被布置在所述半导体衬底（112）的第一主表面上的固体电解质层（116），至少一个腔区段（114）成形在所述半导体衬底中。在此所述固体电解质层（116）在所述至少一个腔区段（114）中未被所述半导体衬底（112）覆盖。所述方法还具有以下步骤：在所述传感器基体（110）的半导体衬底侧处生成以干化学方式沉积的信号传导层（120），使得在所述至少一个腔区段（114）中未被所述半导体衬底（112）覆盖的固体电解质层（116）的区域中，至少一个缺口区段在所述信号传导层（120）中成形，在所述缺口区段中移除了或者未沉积所述信号传导层（120）；此外，所述方法具有下述步骤：将至少两个测量电极（130、140）借助于湿化学过程涂覆到所述固体电解质层（116）上，其中第一测量电极（130）布置在所述信号传导层（120）的所述至少一个缺口区段中，并且第二测量电极（140）布置在所述传感器基体（110）的固体电解质层侧上。

技术领域

本发明涉及用于制造用于检测至少一种气态分析物的气体传感器装置的方法，涉及用于检测至少一种气态分析物的气体传感器装置，涉及相应的装置以及涉及相应的计算机程序。

背景技术

小型化的固体电解质-气体传感器例如能够用于尤其是测量在内燃机的废气流中的剩余氧气含量，或者用于所谓的Lambda-测量或者诸如此类的，所述固体电解质-气体传感器能够在使用微观机械方法和过程的情况下制成。

发明内容

在此背景下，利用这里所介绍的方案来介绍用于制造用于检测至少一种气态分析物的气体传感器装置的方法、用于检测至少一种气态分析物的气体传感器装置，此外介绍使用该方法的装置，以及最后介绍相应的计算机程序。有利的设计方案从随后的描述得出。

根据本发明的实施方式，能够提供基于固体电解质的微型电化学传感器或者小型化的固体电解质-气体传感器，其中尤其是即使在例如具有深腔的极端的表面形貌结构的情况下，也能够实现湿化学沉积的、功能性传感器电极与用于电传递传感器信号的、干化学沉积的电极的组合。所述方法能够以匹配的方式也在其它应用中被实施，或者被实施用于制造其它装置，以便生成在强烈地形貌结构地成形的表面上的结构化的层，或者生成在形貌结构上高要求的表面上的、湿化学涂覆的金属电极。

根据本发明的实施方式，一方面能够有利地实现的是，即使在形貌结构方面高要求的表面上也局部地并且选择性地使原本封闭的层或者薄膜结构化，或者说有针对性地移除层材料，以便如此例如将湿化学沉积的、功能性的传感器电极和用于电传递所述传感器信号的、干化学沉积的电极相组合。在这种情况下，激光烧蚀尤其能够被用于在深度结构化的表面上将薄膜选择性地去膜。根据本发明的实施方式，另一方面也能够有利地实现的是，在凹陷、诸如在MECS-传感器元件中的腔或者空洞中使用湿化学电极，并且借助于紧凑的、干化学涂覆的薄膜将电极电接触从空洞引出到传感器的背侧。在此尤其能够使用定向的沉积方法，其中可能造成遮蔽效应：例如仅仅将空洞的边缘、而不是将空洞底涂层。

尤其能够实现的是，开辟针对MEMS-技术（MEMS=微型-机电系统）的新的应用领域，诸如用于小型化的固体电解质-气体传感器的或者MECS-传感器元件的、干化学地和湿化学地生成的层的、前面所提到的组合，所述固体电解质-气体传感器或者MECS传感器元件能够在使用微型机械方法和过程的情况下制成。这种传感器元件例如能够用于测量在内燃机的废气中的剩余氧气含量或者用于所谓的Lambda-测量。