[發明專利]一種MEMS可燃氣體傳感器及其加工方法

有效

• 申請號: 201810220145.0
• 申請日: 2018-03-16
• 公開（公告）號: CN108275649B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 沈方平
• 申請（專利權）人: 蘇州芯鎂信電子科技有限公司
• 主分類號: B81B7/02
• 分類號: B81B7/02;B81C1/00
• 代理公司: 南京常青藤知識產權代理有限公司 32286
• 代理人: 史慧敏

1.一種MEMS可燃氣體傳感器，其特征在于，包括硅基底，所述硅基底的下表面設有2個絕熱槽，上表面設有絕熱層，所述絕熱層表面設有對稱分布且為多孔結構的第一貴金屬催化層和第二貴金屬催化層，所述第一貴金屬催化層和第二貴金屬催化層分別位于2個所述絕熱槽的正上方，所述第一貴金屬催化層表面設有氣體隔絕層，所述第二貴金屬催化層表面開有透氣孔，所述氣體隔絕層表面設有一組參比電阻，且與所述第一貴金屬催化層和所述第二貴金屬催化層串聯，所述氣體隔絕層邊緣設有若干引線窗口。

2.根據權利要求1所述的一種MEMS可燃氣體傳感器，其特征在于，所述第一貴金屬催化層和所述第二貴金屬催化層的下表面均設有第一抗氧化緩沖層，所述第一貴金屬催化層與所述氣體隔絕層間設有第二抗氧化緩沖層。

3.根據權利要求2所述的一種MEMS可燃氣體傳感器，其特征在于，所述第一抗氧化緩沖層和所述第二抗氧化緩沖層為氮化鈦、氮化鉭、氧化鈦、氧化鋁、氧化鋯、氧化鎢、氧化釔和氧化釩中的一種或者幾種。

4.根據權利要求1所述的一種MEMS可燃氣體傳感器，其特征在于，所述參比電阻的溫度系數小于50PPM/℃。

5.根據權利要求4所述的一種MEMS可燃氣體傳感器，其特征在于，所述參比電阻的電阻阻值為所述第一貴金屬催化層和第二貴金屬催化層的100-1000倍。

6.根據權利要求5所述的一種MEMS可燃氣體傳感器，其特征在于，所述參比電阻為氮化鈦或者氮化鉭。

7.根據權利要求1所述的一種MEMS可燃氣體傳感器，其特征在于，所述第一貴金屬催化層和所述第二貴金屬催化層為鉑、鈀或鉑鈀合金，厚度為400nm-3000nm。

8.一種MEMS可燃氣體傳感器的加工方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：清洗硅基底并吹干，分別以低壓化學氣相沉積法和等離子體增強化學氣相沉積法，在硅基底表面依次沉積一層氮化硅和一層二氧化硅，獲得1-5μm厚的絕熱層；

S2：以磁控濺射法在絕熱層表面沉積一組對稱的貴金屬催化層并圖形化，經過退火處理獲得多孔結構的第一貴金屬催化層和第二貴金屬催化層；

S3：在第一貴金屬催化層和第二貴金屬催化層的表面沉積氮化硅和二氧化硅，形成600-4000nm厚的氣體隔絕層，以反離子刻蝕法在第二貴金屬催化層上方刻蝕出透氣孔，在氣體隔絕層的邊緣刻蝕出若干引線窗口；

S4：以S2中的工藝在氣體隔絕層表面沉積一對參比電阻；

S5：采用濕法和干法相結合的工藝在硅基底下面制備出絕熱槽。

9.根據權利要求8所述的一種MEMS可燃氣體傳感器的加工方法，其特征在于，所述S2中第一貴金屬催化層和第二貴金屬催化層的上下表面均以磁控濺射法沉積抗氧化緩沖層，第一貴金屬催化層和第二貴金屬催化層可直接串聯或者通過電路串聯。

10.根據權利要求8所述的一種MEMS可燃氣體傳感器的加工方法，其特征在于，所述S2中磁控濺射法的處理溫度為650-1100℃，處理時間為10分鐘-3小時。