[實(shí)用新型]一種疊層結(jié)構(gòu)的微瓦斯傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320600030.7
• 申請(qǐng)日: 2013-09-26
• 公開（公告）號(hào): CN203513269U
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬洪宇;王文娟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B81B7/02
• 分類號(hào): B81B7/02;G01N27/16
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

1.一種疊層結(jié)構(gòu)的微瓦斯傳感器，其特征在于：它包括單片瓦斯微反應(yīng)器（1）及單片溫度檢測(cè)器（2）；

所述單片瓦斯微反應(yīng)器（1）包括：硅框架支座（101）、加熱元件（103）、2個(gè)固定端（102）、2個(gè)鍵合-固定端（1021）、多個(gè)電極引出端（104）、多個(gè)鍵合支撐端（301）、金屬凸點(diǎn)（400）與催化劑載體（105）；所述硅框架支座（101）包括硅襯底（11）與埋層氧化硅（12）；所述固定端（102）、鍵合-固定端（1021）、鍵合支撐端（301）均相互獨(dú)立的設(shè)在硅框架支座（101）的埋層氧化硅（12）上；固定端（102）包括支撐硅層（21）、設(shè)在支撐硅層（21）外的氧化硅層（23）、設(shè)在氧化硅層（23）上的金屬層（22），所述固定端（102）的支撐硅層（21）內(nèi)設(shè)有摻雜硅層（24），金屬層（22）通過氧化硅層（23）的窗口與摻雜硅層（24）相接觸形成歐姆接觸；鍵合-固定端（1021）、電極引出端（104）與鍵合支撐端（301）均包括支撐硅層（21）、設(shè)在支撐硅層（21）外的氧化硅層（23）、設(shè)在氧化硅層（23）上的金屬層（22）；加熱元件（103）包括支撐硅層（21）、設(shè)在支撐硅層（21）外的氧化硅層（23）；電極引出端（104）也設(shè)在硅框架支座（101）的埋層氧化硅（12）上；每個(gè)鍵合-固定端（1021）、固定端（102）均與一個(gè)對(duì)應(yīng)的電極引出端（104）的一端相連，尤其是金屬層（22）是相連的；電極引出端（104）設(shè)有電引出焊盤Pad區(qū)域，電引出焊盤Pad區(qū)域較佳設(shè)在電極引出端（104）的另一端，用引線連接外電路與電極引出端（104）的電引出焊盤Pad區(qū)域；所述加熱元件（103）設(shè)有硅加熱器（1031）、兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置的硅懸臂（1032），硅加熱器（1031）較佳為圓環(huán)形，圓環(huán)形硅加熱器（1031）中間較佳設(shè)有兩個(gè)對(duì)稱內(nèi)伸的散熱-支撐硅塊（1033）；所述硅懸臂（1032）的一端與硅微加熱器（1031）相連，另一端與硅框架支座（101）之上的固定端（102）相連；所述加熱元件（103）的硅加熱器（1031）上設(shè)有催化劑載體（105），加熱元件（103）的硅加熱器（1031）完全嵌入在催化劑載體（105）中，并且催化劑載體（105）貫穿于硅加熱器（1031）中，尤其是催化劑載體（105）是一個(gè)整體結(jié)構(gòu)；在鍵合-固定端（1021）、鍵合支撐端（301）的金屬層（22）上設(shè)有金屬凸點(diǎn)（400）；電極引出端（1021）與固定端（102）較佳均設(shè)在硅框架支座（101）的同一側(cè)，排列順序?yàn)橐粋€(gè)電極引出端、一個(gè)固定端、另一個(gè)固定端、另一個(gè)電極引出端；

所述單片溫度檢測(cè)器（2）包括硅框架支座（101）、硅測(cè)溫單元（203）、2個(gè)固定端（202）、若干鍵合支撐端（301）；所述硅測(cè)溫單元（203）設(shè)有硅測(cè)溫器（2031）、兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置的硅連接臂（2033），2個(gè)對(duì)稱設(shè)置的硅支撐臂（2032）；所述硅測(cè)溫器（2031）、硅連接臂（2033）、硅支撐臂（2033）、固定端（202）依次相連；所述硅框架支座（101）包括硅襯底（11）與埋層氧化硅（12）；所述鍵合支撐端（301）、固定端（202）均設(shè)在硅框架支座（101）的埋層氧化硅（12）上，所述鍵合支撐端（301）、固定端（202）均包括支撐硅層（21）、設(shè)在支撐硅層（21）外的氧化硅層（23）、設(shè)在氧化硅層（23）上的金屬層（22）；固定端（202）的支撐硅層（21）內(nèi)設(shè)有摻雜硅層（24），金屬層（22）通過氧化硅層（23）的窗口與固定端（102）的摻雜硅層（24）相接觸形成歐姆接觸；硅測(cè)溫單元（203）包括支撐硅層（21）、設(shè)在支撐硅層（21）上的氧化硅層（23），硅測(cè)溫單元（203）通過固定端（202）固定在硅框架支座（101）上的埋層氧化硅（12）上；

單片溫度檢測(cè)器（2）的2個(gè)固定端（202）與分別與單片瓦斯微反應(yīng)器（1）的2個(gè)鍵合-固定端（1021）在距離、位置上相對(duì)應(yīng)，單片溫度檢測(cè)器（2）的鍵合支撐端（301）與單片瓦斯微反應(yīng)器（1）對(duì)應(yīng)的鍵合支撐端（301）在位置上相對(duì)應(yīng)，單片瓦斯微反應(yīng)器（1）與單片溫度檢測(cè)器（2）通過金屬凸點(diǎn)（400）緊密連接；單片溫度檢測(cè)器（2）的硅測(cè)溫單元（203）位于單片瓦斯微反應(yīng)器（1）的有催化劑載體（105）的加熱元件（103）正上方；單片瓦斯微反應(yīng)器（1）的位于外側(cè)的一個(gè)電極引出端（104）、一個(gè)鍵合-固定端（1021）及其上的金屬凸點(diǎn)（400）、單片溫度檢測(cè)器（2）的一個(gè)固定端（202）、硅測(cè)溫單元（203）、單片溫度檢測(cè)器（2）的另一個(gè)固定端（202）、單片瓦斯微反應(yīng)器（1）的另一個(gè)鍵合-固定端（1021）及其上的金屬凸臺(tái)（400）與單片瓦斯微反應(yīng)器（1）的另一個(gè)位于外側(cè)的電極引出端（104）形成一個(gè)二端測(cè)溫器件通路；單片溫度檢測(cè)器（2）的尺寸小于單片瓦斯微反應(yīng)器（1）的尺寸使單片瓦斯微反應(yīng)器（1）的電極引出端（104）的電引出焊盤Pad區(qū)域不被單片溫度檢測(cè)器（2）覆蓋，并能進(jìn)行引線鍵合。