[发明专利]一种基于CMOS工艺的复合电极式pH传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于CMOS工艺的复合电极式pH传感器，其特征在于，包括基底(1)、传感检测区(2)、工作电极(3)、电极引线(4)和焊盘(5)；

所述基底(1)的正面开有一个长方形槽(11)，所述长方形槽(11)上侧开有电极引线槽；在所述长方形槽(11)上制作传感检测区(2)，在所述电极引线槽上分别附电极引线(4)，并在电极引线(4)上制作焊盘(5)；

所述传感检测区(2)包括环氧树脂层(21)、硅片衬底、阱区、参比电极(24)、第一SiO₂层(25)、金属铝层(26)和第二SiO₂层(27)；所述环氧树脂层(21)将硅片衬底与基底(1)连接；硅片衬底上部分注入阱区，阱区包括第一阱区、第二阱区和第三阱区；第一阱区上方沉积有参比电极(24)；接着在整个传感检测区(2)上方沉积第一SiO₂层(25)；第一SiO₂层(25)上在第一阱区与第二阱区中间位置制作金属铝层(26)；然后在整个传感检测区(2)上方沉积第二SiO₂层(27)；

在各电极引出位置加工圆柱凹坑作为导电连接区，并加入导电金属，在第二阱区正上方位置的第二SiO₂层(27)上沉积工作电极(3)；

焊盘(5)包括参比电极输出端(51)、电压输入正端(52)、工作电极输出端(53)、电压输入负端(54)；所述参比电极输出端(51)、电压输入正端(52)、工作电极输出端(53)、电压输入负端(54)分别通过电极引线(4)与各自的导电连接区连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于CMOS工艺的复合电极式pH传感器，其特征在于，所述硅片衬底为P型硅片衬底(22)；所述第一阱区为第一N阱区(231)，所述第二阱区为第二N阱区(232)，所述第三阱区为第三N阱区(233)。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于CMOS工艺的复合电极式pH传感器，其特征在于，所述基底(1)为厚度至少3mm的氧化铝陶瓷材料，基底(1)形状为上部分长20mm、宽20mm的长方形，下部分是高为8mm的等腰三角形；

所述长方形槽(11)所开槽深度为1.52mm，所述电极引线槽包括长槽Ⅰ(12)、长槽Ⅱ(13)、长槽Ⅲ(14)和长槽Ⅳ(15)，所述长槽Ⅰ(12)、长槽Ⅲ(14)、长槽Ⅳ(15)开槽深度为14μm，所述长槽Ⅱ(13)开槽深度为10μm。

4.根据权利要求2所述的一种基于CMOS工艺的复合电极式pH传感器，其特征在于，所述环氧树脂层(21)厚度为0.5mm；所述P型硅片衬底(22)厚度为1mm；所述第一N阱区(231)、第二N阱区(232)和第三N阱区(233)深度为0.3mm，宽A1为3mm，长B1为5mm，且第一N阱区(231)与第二N阱区(232)间距离A3为4mm，第二N阱区(232)与第三N阱区(233)间的距离A2为2mm；所述第一SiO₂层(25)厚度为0.8μm；所述金属铝层(26)厚2μm，宽3mm，长5mm；所述第二SiO₂层(27)厚度为5μm。

5.根据权利要求1所述的一种基于CMOS工艺的复合电极式pH传感器，其特征在于，所述硅片衬底为N型硅片衬底；所述第一阱区为第一P阱区(20031)，所述第二阱区为第二P阱区(20032)，所述第三阱区为第三P阱区(20033)；所述电压输入正端(52)与电压输入负端(54)需接反向电压。