[发明专利]一种大规模阵列气体传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种大规模阵列气体传感器，其特征在于，所述传感器从下到上依次包括基底、信号电极阵列、中层绝缘层、测量电极阵列、顶层绝缘层、电极材料阵列以及一气敏膜，其中：

所述信号电极阵列包括偶数个阵列单元；

所述测量电极阵列的阵列单元与所述信号电极阵列的阵列单元一一对应连接，并且所述测量电极阵列中一半数量的阵列单元分别与电压供给端连接且每一连接支路上设置有开关，另一半数量的阵列单元分别与接地端连接且每一支路上设置有开关；

所述电极材料阵列的阵列单元与所述测量电极阵列的阵列单元一一对应连接，其中，所述电极材料阵列的阵列单元中各阵列单元的材料组分互不相同；

所述气敏膜覆盖于所述电极材料阵列表面。

2.根据权利要求1所述的大规模阵列气体传感器，其特征在于，所述基底和信号电极阵列之间还依次包括加热测温电极和底层绝缘层。

3.根据权利要求1所述的大规模阵列气体传感器，其特征在于，所述信号电极阵列的阵列单元的个数为2ⁿ个。

4.根据权利要求1所述的大规模阵列气体传感器，其特征在于，所述气敏膜的成分为半导体金属氧化物或其掺杂、复合、改性的材料，其结构为纳米棒、纳米线、纳米片或纳米颗粒中的一种或几种组合。

5.根据权利要求1所述的大规模阵列气体传感器，其特征在于，所述基底的材料为氧化锆陶瓷片，其厚度为0.01mm-0.5mm。

6.一种权利要求1～5任意一项所述的大规模阵列气体传感器的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

S1：采用光刻溅射的方式在所述基底上依次沉积信号电极阵列、中层绝缘层、测量电极阵列以及顶层绝缘层；

S2：采用光刻技术在步骤S1的结构上刻蚀所述阵列单元的掩膜图案，并在所述掩膜图案上沉积不同种类的金属改性层，获得不同叠层结构的阵列单元；

S3：将所述步骤S2中的结构去胶揭膜后在无氧条件下退火；

S4：在所述步骤S3处理后的结构表面制备覆盖所述阵列的单元的气敏膜。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，采用排列组合的方式将预设种类的金属中的一种或多种沉积在所述掩膜图案上得到不同叠层结构的阵列单元。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，当所述阵列单元的数量为2ⁿ时，所述步骤S2中采用正交组合的方式在所述阵列单元的掩膜图案上制备金属改性层。