[发明专利]一种单片集成的MEMS气体传感器

说明书

本发明涉及一种单片集成的MEMS气体传感器，通过在一个衬底上集成多种气体传感器，可以根据需要同时或者不同时检测各种气体，从而能有效降低生产成本及使用成本，包括衬底、位于衬底上的碳化硅层，所述碳化硅层上表面涂有二氧化硅薄膜，所述二氧化硅薄膜上表面设有绝缘层，所述绝缘层上表面设有气体敏感层，所述气体敏感层与所述绝缘层之间设有加热电极，所述气体敏感层为两个以上，所述气体敏感层与加热电极之间设有热敏层，所述衬底、碳化硅层、二氧化硅薄膜、绝缘层、加热电极、热敏层及气体敏感层之间分别通过粘结层相连接，所述气体敏感层上表面涂有气敏型金属氧化物薄膜，所述每个气体敏感层上的气敏型金属氧化物薄膜材质不同或相同。

技术领域

本发明涉及一种MEMS气体传感器，尤其涉及一种单片集成的MEMS气体传感器。

背景技术

微机电系统(MEMS)气体传感器是基于MEMS技术和半导体气体敏感原理制作的传感器件。用于检测各种气体，如氢气、氮气、甲烷、一氧化碳、酒精或挥发性有机物质(VOC)等。可大批量生产，具有体积小，功耗低的特点，广泛应用于工业、家居、环境检测和消费电子领域。

目前气体传感器在生产过程中，针对感应气体进行特制，每种传感器只能感应一种或几种气体，感应范围窄，如果需要感应更多气体，则需要购买多个性好的气体传感器，增加使用成本，造成不必要的浪费。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种单片集成的MEMS气体传感器。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种单片集成的MEMS气体传感器，包括衬底、位于衬底上的碳化硅层，所述碳化硅层上表面涂有二氧化硅薄膜，所述二氧化硅薄膜上表面设有绝缘层，所述绝缘层上表面设有气体敏感层，所述气体敏感层与所述绝缘层之间设有加热电极，所述气体敏感层为两个以上，所述气体敏感层与加热电极之间设有热敏层，所述衬底、碳化硅层、二氧化硅薄膜、绝缘层、加热电极、热敏层及气体敏感层之间分别通过粘结层相连接，所述气体敏感层上表面涂有气敏型金属氧化物薄膜，所述每个气体敏感层上的气敏型金属氧化物薄膜材质不同或相同。

作为本发明的进一步优化，所述衬底下表面刻蚀有隔热腔，所述隔热腔的边沿凸起表面涂有二氧化硅薄膜。

作为本发明的进一步优化，所述碳化硅层上设有垂直贯通的通孔。

作为本发明的进一步优化，所述气体敏感层材料为二氧化锡或三氧化钨。

作为本发明的进一步优化，所述粘结层为Cr金属薄膜或Ti/Cr合金薄膜。

作为本发明的进一步优化，所述热敏层为P-N poly或Al poly。

本发明的有益效果是：本发明提出一种单片集成的MEMS气体传感器芯片结构，通过在一个衬底上集成多种气体传感器，可以根据需要同时或者不同时感应各种气体，从而能有效降低生产成本及使用成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

其中，1、衬底；2、碳化硅层；3、二氧化硅薄膜；4、绝缘层；5、气体敏感层；6、加热电极；7、热敏层；8、气敏型金属氧化物薄膜；9、隔热腔；10、通孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。