[发明专利]一种电容式MEMS气体传感器

权利要求书

1.一种电容式MEMS气体传感器的气体检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)测量所述电容式MEMS气体传感器静态时，两个梳齿电容的电容差值ΔC0 ；

(2)在常温下、空气中，标定测试气体的浓度与电容变化值的对应表；

(3)给锚区III(22)施加第一电流，测试热执行器未动作时的所述两个梳齿电容差值ΔC，该ΔC为补偿值；

(4)施加测量电流到锚区III(22)，测试所述两个梳齿电容差值ΔC1；

(5)所述电容差值ΔC1去除补偿值ΔC，对比所述对应表，得到测试气体的浓度；其中，所述电容式MEMS气体传感器包括左右对称的两个梳齿电容(1)和设置在两个梳齿电容(1)之间的热执行器(2)；

所述梳齿电容(1)包括固定端和可动端；所述固定端包括锚区I(13)和多根固定梳齿(12)，其中多根固定梳齿(12)与锚区I(13)相连接；所述可动端包括多根可动梳齿(11)、质量块(16)、锚区II(15)；多根可动梳齿(11)与质量块(16)相连接，锚区II(15)横向设置在质量块(16)两侧，锚区II(15)与质量块(16)之间弹性连接；所述固定梳齿(12)和可动梳齿(11)交替平行分布在锚区I(13)和质量块(16)之间；固定梳齿(12)、可动梳齿(11)、质量块(16)为悬空结构；其中，所述质量块(16)与所述锚区II(15)之间通过折叠结构弹簧(14)相连接；

所述热执行器(2)包括多根硅梁(21)、微梭(23)和锚区III(22)；所述微梭(23)为横向设置的条状结构，左右两端分别连接两组梳齿电容(1)中的质量块(16)；所述锚区III(22)与微梭(23)平行设置；微梭(23)与锚区III(22)之间平行设置有多根硅梁(21)；硅梁(21)以微梭(23)为轴对称分布，微梭(23)和硅梁(21)为悬空结构；所述微梭上设置有金属层(4)，锚区I(13)、锚区II(15)和锚区III(22)包含金属层(4)，锚区I(13)和锚区II(15)的金属层(4)为电容检测端，锚区III(22)的金属层为热执行器(2)提供电源连接，锚区III(22)的电源接通时，电流通过微梭(23)上的金属层(4)流过硅梁(21)。

2.根据权利要求1所述的气体检测方法，其特征在于：所述第一电流小于0.5mA。

3.根据权利要求1所述的气体检测方法，其特征在于：所述测量电流介于5-10mA。

4.根据权利要求1所述的气体检测方法，其特征在于：所述气体包括甲烷。

5.根据权利要求1所述的气体检测方法，其特征在于：所述锚区I(13)、锚区II (15)和锚区III(22)包括金属层(4)、顶层硅和二氧化硅埋层构成的多层结构，其中所述顶层硅下方的二氧化硅埋层与硅衬底(3)直接相连。

6.根据权利要求1所述的气体检测方法，其特征在于：其中沿所述微梭(23)对称分布的两个硅梁(21)之间的夹角介于175-179度之间。