[发明专利]一种阵列式FET加热的插指气敏传感器及其加工方法

权利要求书

1.一种阵列式FET加热的插指气敏传感器，其特征在于，包括：

衬底，其上设有隔热腔室，所述隔热腔室的内壁沿所述衬底的轴向延伸，所述隔热腔室的深度与所述衬底的厚度相同，所述隔热腔室内设有硅岛；

绝缘层，位于所述衬底和所述硅岛的同一侧，所述绝缘层包括第一子绝缘层和第二子绝缘层；

FET加热阵列，包括若干个FET加热单元，每个所述FET加热单元均包括栅极和若干个掺杂极，所述掺杂极分为源极和漏极，所述源极和所述漏极间隔排布在所述硅岛内，所述栅极位于所述绝缘层内且位于所述源极和所述漏极之间，所述源极和所述漏极导通时能够产生热量，所述硅岛、所述衬底、所述源极和所述漏极上形成有所述第一子绝缘层，所述栅极为多晶硅层，形成所述栅极和所述第二子绝缘层时包括：在所述第一子绝缘层上形成多晶硅层，在所述多晶硅层上形成第三光刻胶层，图形化所述第三光刻胶层，形成第三开口区域，刻蚀正对所述第三开口区域的所述多晶硅层，去除图形化后的所述第三光刻胶层，剩余的所述多晶硅层形成所述栅极，在所述衬底、所述硅岛、所述第一子绝缘层及所述栅极上形成第二子绝缘层；

若干个插指敏感电极，形成在所述绝缘层上，每个所述插指敏感电极均与一个所述FET加热单元对应；

若干个气敏层，每个所述气敏层均覆盖在一个所述插指敏感电极上，所述气敏层含有贵金属，所述贵金属为具有催化作用的铂、金、钯、铑或铱；

多孔微组件，填充在所述隔热腔室内，所述多孔微组件呈孔状设置且其导热率低于玻璃的导热率，所述多孔微组件包括多孔状的原子沉积层，所述原子沉积层的填充粉末为氮化硅粉末或者二氧化硅粉末，所述原子沉积层原子层沉积在所述隔热腔室内，所述原子沉积层的导热率位于0.04W/(m·K)至0.1W/(m·K)之间，所述多孔微组件还包括密封层，所述密封层在真空环境下形成在所述衬底和所述原子沉积层背离所述绝缘层的一侧。

2.根据权利要求1所述的阵列式FET加热的插指气敏传感器，其特征在于，至少两个所述FET加热单元通入相同的电流时能够在相同时长内分别将对应的所述气敏层加热至不同的温度，每个所述FET加热单元的所述掺杂极的深度均相同，沿每个所述FET加热单元的边缘至中心的方向，所述掺杂极的宽度逐渐减小。

3.根据权利要求1所述的阵列式FET加热的插指气敏传感器，其特征在于，所述插指敏感电极为铂电极、金电极或者氮化钛电极。

4.一种适用于权利要求1-3任一项所述的阵列式FET加热的插指气敏传感器的加工方法，其特征在于，包括：

提供衬底，在所述衬底的局部区域渗入离子，形成硅岛；

在所述硅岛上形成绝缘层、每个所述FET加热单元的源极、漏极及栅极，所述源极和所述漏极间隔排布在所述硅岛内，所述栅极位于所述绝缘层内且位于所述源极和所述漏极之间；

在所述衬底上加工出隔热腔室；

在所述绝缘层上形成与每个所述FET加热阵列对应的插指敏感电极；

在每个所述插指敏感电极上形成用于检测敏感气体含量的气敏层，形成半成品；

将所述半成品进行退火并冷却；

在所述隔热腔室内形成孔状的多孔微组件，所述多孔微组件包括原子沉积层，形成所述原子沉积层时包括：

向所述隔热腔室内填充干燥的填充粉末；

通过原子层沉积将填充粉末凝固成所述原子沉积层；

形成所述绝缘层和所述栅极时，包括步骤：

在所述硅岛、所述衬底、所述源极和所述漏极上形成第一子绝缘层，在所述第一子绝缘层上形成多晶硅层；

在所述多晶硅层上形成第三光刻胶层；

图形化所述第三光刻胶层，形成第三开口区域；

刻蚀正对所述第三开口区域的所述多晶硅层；

去除图形化后的所述第三光刻胶层，剩余的所述多晶硅层形成栅极；

在所述衬底、所述硅岛、所述第一子绝缘层及所述栅极上形成第二子绝缘层，所述第一子绝缘层和所述第二子绝缘层组成绝缘层。

5.根据权利要求4所述的阵列式FET加热的插指气敏传感器的加工方法，其特征在于，在所述衬底背离所述绝缘层的一侧形成所述隔热腔室，所述多孔微组件还包括密封层，所述密封层在真空环境下化学气相淀积在所述原子沉积层和所述衬底背离所述绝缘层的一侧。

6.根据权利要求5所述的阵列式FET加热的插指气敏传感器的加工方法，其特征在于，所述隔热腔室在所述气敏层形成之后加工而成，形成所述隔热腔室之前，还包括：

在所述绝缘层、所述衬底及所述气敏层上形成保护层；

在所述保护层上形成固定层。