[发明专利]气体传感器的结构

说明书

本发明为气体传感器的结构，包含：气体传感芯片，该芯片的感测材料背部为一中空结构，感测材料下有一绝缘层，感测材料周围有一微型加热器，感测材料附着于感测电极上，感测材料为二金属氧化物半导体或一金属氧化物半导体和一反应层的粗糙表面的感测层的复合结构，其中该二金属氧化物之间具有一界面层，其能够增加本发明气体感测效率；经由本发明所提供的气体传感器结构，可于硅基板上完成悬浮气体感测结构，并能将芯片尺寸做到最小化。

技术领域

本发明是关于一种气体传感器及其制造方法，特别是指一种微型的气体传感器及其制造方法。

背景技术

随着社会商业化及工业化的演进，越来越多的室内空间被辟建以及越来越多的载具被使用，提供了人们休憩、工作及通勤的所需，然而，当人们处于该些密闭的室内空间时，该些空间往往会因为空气的不流通而导致有害气体的浓度累积，轻则影响该空间内人们的生活质量，重则可能直接对人体造成危害，一般而言，室内二氧化碳浓度在1,000ppm以下时一般认定为正常且通风良好的浓度值，当室内二氧化碳浓度提升到1,000ppm～2,000ppm时则可能导致氧气不足、令人困倦、足以引起烦躁的情况，当室内二氧化碳浓度进一步提升到2,000ppm～5,000ppm时，则会开始造成人体的不适，包含头痛、嗜睡，并伴有精力不集中、注意力下降、心跳加速和轻微恶心的现象，而在室内二氧化碳浓度大于5,000ppm时，暴露在其中可能会严重缺氧，导致永久性脑损伤、昏迷甚至死亡。而在日常生活实际测量中，人们日常活动的空间会因室内空调的换气效果不足或空间中人数过多等因素，使二氧化碳浓度的实测值能达到2,000ppm～3,000ppm左右，已是会让人开始嗜睡并造成些许的微微不适的情况，此时若无进一步的对室内二氧化碳浓度进行管控，则可能会导致室内二氧化碳浓度的继续攀升，使空间内的人们暴露于危险的中，

另一方面，一氧化碳亦为人们日常生活中需要多加留意管控其浓度的气体，由于一氧化碳为一种无色无味且经由含碳物质的燃烧不完全所生成的化学物质，因此于我们的生活当中所发生的天然气瓦斯燃烧的不完全或机车排气燃烧的不完全等等情况，皆仍使我们于生活环境中接触到一氧化碳，有相当密切的关系。而一氧化碳由于与人体的血红蛋白的亲和力较氧气与血红蛋白的亲和力高出两三百倍的多，因此当人体吸入一氧化碳时，一氧化碳将会与人体内的氧气竞争结合于血红蛋白上的机会，取代氧气与血红蛋白结合，造成人体血液的含氧量降低，使人们在察觉不到异状的情况下，逐渐丧失意识、昏迷进而因心脏及脑受损导致死亡，有鉴于一氧化碳中毒对性命造成危害，密闭空间对于一氧化碳浓度升高的早期发现是相当重要的一个关键。

目前一般坊间所使用的气体传感器，主要为红外线式类型的气体传感器，其以红外线提供能量激发气体，以产生温度、位移或频率等变化，藉由红外线被气体吸收的程度，并检测特征吸收峰位置的吸收情况，以判断气体的种类及浓度。藉由红外线感测气体，虽然测量结果准确率高，但其相当容易受到周围温度的影响，且体积大、价格高、不易微型化，在使用推广上造成一定程度的困难。

另外，另有一种气体传感器以半导体形式进行气体的侦测，其将金属氧化材料烧结为半导体，利用发热器保持高温的状态下，使半导体金属氧化物与可燃性气体接触，以期望电阻变化与气体浓度呈现一定关系以达到一氧化碳气体侦测的效果，经由此一方式进行监测，虽然装置简单，但其仍容易受温度及湿度影响其线路，且易受到半导体的热电效应影响，干扰传感器的准确率。

基于上述内容，可以了解到气体浓度探测对于室内空间的安全性有极大的关联，但目前坊间的气体传感器都有其使用上的限制，因此，如何提供一种微型且准确的气体传感器，即成为此领域亟欲突破的技术门坎。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种微型气体传感器，该微型气体传感器体积小，侦测反应灵敏，可广泛利用于各种密闭空间、携带装置或载具等，利用性高。

本发明的另一目的，在于提供一种微型气体传感器，该微型气体传感器使用的感测材料灵敏度高，可有效降低感测层进行感测时所需要的温度，避免热能对于在感测过程中带来的不良影响。