[发明专利]高选择性阵列MOS传感器及其制备方法

说明书

一种高选择性阵列MOS传感器及其制备方法，高选择性阵列MOS传感器包括：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。本发明通过采用多个阵列结构的敏感单元及电极层的多个引出端以形成不同敏感单元组合的连接电路，可以实现不同气体高灵敏响应。

技术领域

本发明涉及半导体传感器技术领域，尤其涉及一种高选择性阵列MOS传感器及其制备方法。

背景技术

随着工业及城市交通的发展，大量来自工业园区、工业锅炉、汽车尾气、家具及建材释放的有毒有害气体，使我们生活的环境充斥着大量的毒害气体(主要有CO、CO₂、SO₂、NO₂、H₂S、甲醛等)，如何实现其有效治理，首要关键问题是解决其污染源的高精度高灵敏快速检测。因此，迫切需要大量的高灵敏度高精度的传感器来实现现场分析或在线监测。

金属氧化物检测器是一种非常重要且应用广泛的检测器，这种检测器因其价格低廉，且气体检测范围非常广泛(可根据气体成分选择相应的敏感膜，实现多种气体检测)，因而应用非常广泛。

但现有的金属氧化物半导体(MOS，metal oxide semiconductor)，由于设计理念及敏感材料的局限，使得MOS传感器特异性很差，除了能针对设计的某气体高灵敏响应外，还能对其它一些气体组分响应，这就极其容易造成检测误差甚至错误，从而无法有效反映环境中气体的真实情况。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种高选择性阵列MOS传感器及其制备方法，以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。

为了达到上述目的，本发明的技术解决方案是：

作为本发明的一个方面，提供一种高选择性阵列MOS传感器，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。

作为本发明的另一个方面，还提供一种如上述的高选择性阵列MOS传感器的制备方法，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。

基于上述技术方案，本发明相较于现有技术，至少具有以下有益效果的其中之一或其中一部分：

(1)本发明的敏感单元采取独特的阵列结构设计，该结构具备多个敏感单元，且电极层包括多个引出端，通过多个引出端引出敏感单元的不同组合的连接方式，可实现多种气体的高精度检测；

(2)在敏感区域的底部，采取硅衬底掏空仅留5～10微米的基底作为支撑梁，该结构可降低基底的热损耗；