[发明专利]补偿型电阻式集成气体传感器阵列及其制备方法

摘要

本发明提供一种补偿型电阻式集成气体传感器阵列及其制备方法，传感器阵列包括2n个叉指电极和n个转换电路，每两个叉指电极构成一组，共n组，每一组叉指电极中一个作为补偿电阻的基本结构，另一个作为探测电阻的基本结构,叉指电极与转换电路集成在同一个芯片上；用气喷成膜的方法将敏感薄膜沉积在同一组叉指电极制备探测电阻和补偿电阻，同一组的叉指电极同时喷涂同种薄膜，不同组叉指电极喷涂不同薄膜；本发明有效减小了传感器系统的体积，有效地提高了传感器对待测气体或蒸汽分子的响应灵敏度，避免了外界环境温湿度和电路本身漂移等影响，电路结构简单，体积小，重量轻，功耗低，可以用于对混合气体检测的各种电子鼻系统中。

主权项

1.一种补偿型电阻式集成气体传感器阵列，该气体传感器阵列包括2n个叉指电极和n个转换电路，每两个叉指电极构成一组，共n组，每一组叉指电极中一个作为补偿电阻的基本结构，另一个作为探测电阻的基本结构,叉指电极与转换电路集成在同一个芯片上，每个转换电路包括产生补偿电流Ib的补偿偏置电路、产生探测信号Is的探测偏置电路、跨阻放大电路和输出缓冲电路，其中2≤n≤10；所述2n个叉指电极分成四行排列，如果n为偶数，则每行n/2个叉指电极，若n为奇数，则第1,2行每行(n+1)/2个叉指电极，第3,4行每行(n‑1)/2个叉指电极，第2,3行的叉指电极作为补偿电阻的基本结构，第1,4行的叉指电极作为探测电阻的基本结构,相邻的第1,2行中上下处于同列的每两个叉指电极组成一组，相邻的第3,4行中上下处于同列的每两个叉指电极也组成一组，共n组，同一组叉指电极同时喷涂同种薄膜制备得到一对探测电阻和补偿电阻，不同组叉指电极喷涂不同薄膜，所有的补偿电阻都集中分布在叉指电极阵列的中央；所述探测偏置电路连接到探测电阻，用于产生探测信号Is，探测偏置电路由NMOS管和探测电阻RS组成，探测电阻RS一端接NMOS管的漏极，另一端接地，NMOS管的栅极接入偏压Vfid，源极与补偿偏置电路的输出信号相连接，电压Vfid通过一个NMOS管对探测电阻RS进行偏置，产生探测信号Is，其中，RS为探测电阻；COX为单位面积的氧化层电容；Vthn为NMOS管的阈值电压，(W/L)n为NMOS管栅极长宽比；μn为NMOS管的电子迁移率；Vfid为NMOS管栅极的输入偏压，t表示时间。