[发明专利]高选择性阵列MOS传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种阵列MOS传感器，其特征在于，包括：

基底；

多个敏感单元，形成于所述基底上，所述多个敏感单元形成阵列结构；

加热器，形成于所述基底上，所述敏感单元外围；

电极层，形成于所述基底上，所述电极层与敏感单元和加热器电连接；

其中，所述电极层包括多个引出端，用于监测不同敏感单元组合的端点电位。

2.如权利要求1所述的阵列MOS传感器，其特征在于，其中，所述多个引出端的其中一个引出端用于接地，另外一个引出端用于连接可调节电位，剩余其他引出端为电位探测端。

3.如权利要求1或2所述的阵列MOS传感器，其特征在于，所述高选择性阵列MOS传感器包括：

三个矩形敏感单元，三个矩形敏感单元形成矩形阵列结构；

四个引出端，分别位于矩形阵列结构的四个端部，四个引出端分别定义为第一引出端、第二引出端、第三引出端和第四引出端；其中，第一引出端用于接地；第四引出端用于连接可调节电位；第二引出端和第三引出端分别为电位探测端；

两个加热器，分别对称形成于所述敏感单元外围。

4.如权利要求1所述的阵列MOS传感器，其特征在于，其中，所述电极层包括平行板电极结构或者叉指电极结构；

所述电极层的材料包括Au/Cr，所述电极层的厚度包括100～300nm；

优选的，所述电极层的厚度为200nm。

5.如权利要求1所述的阵列MOS传感器，其特征在于，

所述多个敏感单元的敏感材料均相同、均不同或者其中部分相同；

所述敏感单元包括石墨烯量子点、过渡金属和金属氧化物复合的敏感材料；

所述敏感材料为纳米尺寸颗粒；

所述过渡金属包括Co、Mn、Cu、Au、Ag中的一种或多种；

所述金属氧化物包括SnO₂、ZnO、In₂O₃、TiO₂、WO₃中的一种或多种。

6.如权利要求1所述的阵列MOS传感器，其特征在于，

所述加热器的材料包括Pt/Cr，所述加热器的厚度包括100～300nm；

优选的，所述加热器的厚度为120nm。

7.如权利要求1所述的阵列MOS传感器，其特征在于，

所述基底由下到上包括硅衬底和氮化硅层；

所述硅衬底背部形成背腔，所述背腔对应所述敏感单元的敏感区域位置，所述背腔对应位置的基底形成支撑梁；

所述支撑梁的厚度包括5～10微米；

所述氮化硅层的厚度包括0.2～1微米。

8.一种如权利要求1至7任一项所述的阵列MOS传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

在基底上形成加热器；

在基底上形成电极层；

在基底上涂覆光刻胶，得到裸露敏感区域的光刻胶掩膜；其中，所述敏感区域包括部分电极层区域和基底区域；

将敏感材料喷涂在敏感区域；

采用反应离子刻蚀技术，去除光刻胶掩膜；

在氮气流环境中老化，得到高选择性阵列MOS传感器。

9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在将敏感材料喷涂在敏感区域步骤前，所述制备方法还包括如下步骤：采用分子印迹技术或者模板分子技术使所述敏感材料形成对待测气体的选择性识别结构。

10.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在得到裸露敏感区域的光刻胶掩膜步骤前，所述制备方法还包括如下步骤：采用刻蚀技术，去除对应敏感区域位置的部分硅衬底，形成背腔；

所述老化的具体条件包括：温度为400～600℃，时间为4～8小时。