[发明专利]共片加热阵列式气体检测微芯片及制备方法

权利要求书

1.一种共片加热阵列式气体检测微芯片，包括微加热结构和传感结构，其特征在于，所述微加热结构包括硅基衬底以及设置于硅基衬底的加热层，所述加热层包括加热电极；

所述传感结构包括测量电极阵列以及生长于所述测量电极阵列上的至少一种气体敏感膜；

所述测量电极阵列设置于所述加热层，所述测量电极阵列与所述加热电极位于同一平面，通过所述加热电极进行共片加热。

2.根据权利要求1所述的共片加热阵列式气体检测微芯片，其特征在于，所述加热电极分布于所述加热层的中心，所述测量电极阵列分布于所述加热电极的四周。

3.根据权利要求2所述的共片加热阵列式气体检测微芯片，其特征在于，所述加热层的几何形状长度优选为所述加热电极所分布区域的几何形状长度的1-6倍，所述加热层的几何形状长度优选为500μm-3000μm。

4.根据权利要求3所述的共片加热阵列式气体检测微芯片，其特征在于，所述加热电极所分布区域的几何形状长度优选为85μm-3000μm。

5.根据权利要求2所述的共片加热阵列式气体检测微芯片，其特征在于，所述加热电极由加热电阻丝环绕而成，所述加热电阻丝的厚度优选为300nm-500nm，所述加热电阻丝的宽度优选为10μm-100μm。

6.根据权利要求5所述的共片加热阵列式气体检测微芯片，其特征在于，所述加热电阻丝之间的间距小于其宽度的两倍。

7.根据权利要求6所述的共片加热阵列式气体检测微芯片，其特征在于，所述加热电阻丝的长度优选为1.5mm-13mm。

8.根据权利要求5所述的共片加热阵列式气体检测微芯片，其特征在于，所述测量电极为叉指结构，所述测量电极的叉指间距为1μm-10μm，所述测量电极的叉指厚度优选为叉指间距的0.2倍。

9.根据权利要求3所述的共片加热阵列式气体检测微芯片，其特征在于，所述硅基衬底的底部设置有空腔，所述空腔的几何形状长度不大于所述加热电极所分布区域的几何形状长度的两倍。

10.根据权利要求1所述的共片加热阵列式气体检测微芯片，其特征在于，所述加热电极的材料为Pt、Au、Ag、W中的任意一种。

11.根据权利要求1所述的共片加热阵列式气体检测微芯片，其特征在于，所述气体敏感膜由气敏传感材料构成，所述气敏传感材料为WO₃、SnO₂、CuO、In₂O₃、NiO、MoO₃中的一种或多种。

12.一种共片加热阵列式气体检测微芯片的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1)提供硅基衬底；

S2)在所述硅基衬底的同一平面上制作加热电极以及测量电极阵列；

S3)在所述测量电极阵列上生长至少一种气体敏感膜。

13.根据权利要求12所述的共片加热阵列式气体检测微芯片的制备方法，其特征在于，步骤S2)在所述硅基衬底的同一平面上制作加热电极以及测量电极阵列，包括：

在所述硅基衬底表面制作牺牲层，通过光刻工艺在所述硅基衬底表面形成加热电极和测量电极阵列的图像，再通过蚀刻工艺将加热电极和测量电极阵列蚀刻到所述牺牲层。

14.根据权利要求12所述的共片加热阵列式气体检测微芯片的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：

在步骤S3)之前，在所述硅基衬底的底部蚀刻形成空腔。