[发明专利]一种多效应检测集成气体传感器制造方法的制造方法、传感器及其应用

说明书

一种多效应检测集成气体传感器制造方法的制造方法、传感器及其应用，属于传感器技术领域。技术要点：利用薄膜工艺在基底上制作芯片电极，利用微加工技术制造带有隔热槽的芯片基板，利用微滴涂工艺涂布敏感材料和载体材料，烧结处理，催化剂涂布，引线焊接封帽。实现了对气体的检测限的拓宽，同时，利用半导体式气体传感器检测下限较低，当半导体传感器检测到微量气体时，催化气体传感器可认为被测气体浓度接近零，实现对催化式气体传感器的“零点”校准，利用半导体式气体传感器上限具有饱和区特点来实现对催化式气体传感器特定浓度下的校准，从而提高了集成传感器芯片的智能化水平，提高了芯片使用可靠性。

技术领域

本发明涉及一种气体传感器的制造方法、传感器及其应用，具体涉及一种多效应检测集成气体传感器制造方法的制造方法、传感器及其应用，属于传感器技术领域。

背景技术

易燃易爆气体检测技术是传感器技术专业里重要的分支，其涉及检测方法和检测机理很多，其中应用量大面广且成本低廉的应属半导体式气体传感器，其次在工业领域应用较多的应属线性较好且精度较高的催化式气体传感器。

半导体式气体传感器使用时存在以下问题:①零点和灵敏度漂移较大；②检测上限较低，在1％被检测气体浓度左右会达到检测饱和区；③难以对被测气体定量检测，一般情况下用以定性检测，因此，半导体式气体传感器多用于报警使用。催化式气体传感器存在以下问题：①催化式传感器标校期较短(国标规定一般工业环境用催化式气体传感器标校期6个月)，催化式传感器在检测气体时都不同程度地消耗催化剂的性能，造成催化式传感器的检测灵敏度持续下降，为保障检测精度需要定期调校；②催化式传感器输出零点只能靠实验室标校调整，不能实现在线校准零点。③催化式传感器检测下限阈值较高，被检测气体浓度较低时很难检测得到，给应用带来问题。

发明内容

在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

鉴于此，本发明提供了一种多效应检测集成气体传感器制造方法的制造方法、传感器及其应用。解决了半导体式传感器和催化式传感器存在以下问题：①半导体式传感器检测上限较低，无法实现超过0.8％甲烷以上气体浓度检测；②催化式传感器检测下限无法降到0.05％甲烷以下，无法实现较低浓度气体检测；③催化式气体传感器无法在线自调校。

方案一：本发明提供了一种多效应检测集成气体传感器制造方法的制造方法，具体步骤为：

a、利用平面薄膜工艺技术，在敏感基底上分别制作半导体敏感单元的金属加热电极和信号电极，以及催化敏感单元及催化补偿单元的金属加热信号电极；

b、利用微加工技术，将敏感基底加工成带有镂空隔热槽的芯片基板；

c、利用微滴涂工艺技术，将半导体敏感材料和催化载体材料分别涂布在各敏感单元上；

d、放置在烧结炉中烧结处理；

e、利用微滴涂工艺技术，将催化剂涂布在催化敏感单元的一个敏感桥臂的载体上；

f、放置在烧结炉中热处理，制作好集成气体传感器芯片；

g、利用焊接技术，将敏感芯片电极用金属引线引出到专用管座上，封上带有通气孔的专用管帽，完成气体传感器的制作。

进一步地：所述步骤a中，使用的敏感基底可以是单晶硅、多晶硅、碳化硅，也可以是三氧化二铝、石英、高温玻璃。

进一步地：所述步骤c中，半导体敏感材料可以是二氧化锡、三氧化二铁、氧化铟、三氧化钨材料，催化载体材料可以是纳米级三氧化二铝材料，也可是二氧化锆、二氧化钛、二氧化锡、氧化镁材料。