[實(shí)用新型]一種兩懸梁MEMS陣列式陶瓷懸梁微熱板

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202022854811.1
• 申請(qǐng)日: 2020-12-02
• 公開（公告）號(hào): CN214192568U
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 井華;谷文;陳紅林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州麥茂思傳感技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): B81B7/02
• 分類號(hào): B81B7/02;B81B7/00;H05B3/14;H05B3/18
• 代理公司: 常州品益專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32401
• 代理人: 侯慧娜

本實(shí)用新型涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種兩懸梁MEMS陣列式陶瓷懸梁微熱板。包括單晶硅襯底、陶瓷懸梁層、加熱層及其電極端、絕緣層、測(cè)試層及其電極端，陶瓷懸梁層，通過印刷、烘干、煅燒在所述單晶硅襯底上，陶瓷懸梁層中間印刷為陣列式I形支撐懸梁，I形支撐懸梁的中心交叉部形成功能區(qū)，陣列式的每個(gè)功能區(qū)用于制備加熱層、絕緣層和測(cè)試層，后期再測(cè)試層上涂覆敏感材料，即可形成多個(gè)功能模塊。本實(shí)用新型通過陣列式，實(shí)現(xiàn)混合氣體的檢測(cè)，并且采用具有更低導(dǎo)熱系數(shù)和更堅(jiān)硬的陶瓷材料作為MEMS微熱板的懸梁結(jié)構(gòu)，比傳統(tǒng)的開隔熱槽單晶硅懸梁微熱板而言，隔熱效果顯著，整體結(jié)構(gòu)更可靠，而且通過陶瓷懸梁有效能夠降低自身功耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種兩懸梁MEMS陣列式陶瓷懸梁微熱板。

背景技術(shù)

隨著MEMS技術(shù)和微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，微熱板因?yàn)槠潢嚵谢谱鞴に嚒Ⅲw積小，功耗低并且易于其他材料結(jié)合的巨大優(yōu)勢(shì)得到廣泛應(yīng)用，比如微型氣體傳感器，微加速計(jì)、微氣壓計(jì)以及薄膜量熱卡計(jì)等。其中微熱板在微型氣體傳感器的應(yīng)用中占比最大。并且隨時(shí)市場(chǎng)的需求，陣列式的微熱板因其能夠?qū)崿F(xiàn)混合氣體的檢測(cè)而廣受喜愛。

但是，這些微熱板和陣列微熱板的研究方向中，大多數(shù)為懸膜式微熱板，因?yàn)閼夷な轿岚宓木哂休^低的熱損而備受追崇。然而懸膜式微熱板在使用過程中，因?yàn)殚L(zhǎng)期的通電斷電導(dǎo)致的熱脹冷縮會(huì)將懸膜結(jié)構(gòu)變得翹曲不平，從而引起很多不利影響，比如說加熱絲阻值變化，氣體傳感器使用中敏感材料的脫落等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種采用陶瓷為懸梁結(jié)構(gòu)的兩懸梁MEMS陣列式陶瓷懸梁微熱板。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種兩懸梁MEMS陣列式陶瓷懸梁微熱板，包括單晶硅襯底；

陶瓷懸梁層，通過印刷、烘干、煅燒在所述單晶硅襯底上，所述陶瓷懸梁層中間印刷為陣列式I形支撐懸梁，所述I形支撐懸梁的中心交叉部形成功能區(qū)；

加熱層及其電極端，沉積在所述陶瓷懸梁層上，所述加熱層沉積在所述功能區(qū)上，所述電極端沉積在所述I形支撐懸梁外的所述陶瓷懸梁層上，所述電極端上下布置分別形成正負(fù)電極端，相鄰兩個(gè)功能區(qū)或多個(gè)功能區(qū)上的所述加熱層單獨(dú)使用一個(gè)所述正負(fù)電極端；

絕緣層，通過氣相沉積法沉積在所述加熱層上，覆蓋所述I形支撐懸梁或者覆蓋除所述加熱層電極端外的陶瓷懸梁層上；

測(cè)試層及其電極端，所述測(cè)試層沉積在所述功能區(qū)處的所述絕緣層上，所述測(cè)試層電極端沉積在所述I形支撐懸梁外的所述陶瓷懸梁層上或者所述I形支撐懸梁外的所述絕緣層上，所述測(cè)試層電極端上下布置，所述相鄰兩個(gè)功能區(qū)上的所述測(cè)試層均單獨(dú)使用一個(gè)正負(fù)電極端；

所述單晶硅襯底位于所述陣列式I形支撐懸梁處刻穿成空腔，使所述陣列式 I形支撐懸梁懸空構(gòu)成陶瓷懸梁架。

進(jìn)一步地，所述陶瓷懸梁層的厚度為50μm-800μm。

進(jìn)一步地，所述加熱層的厚度為50nm-500nm。

進(jìn)一步地，所述絕緣層的厚度為100nm-800nm。

進(jìn)一步度，所述測(cè)試層為叉齒電極，其厚度為50nm-500nm。

優(yōu)選的，所述陣列I形支撐懸梁印刷為兩組。

進(jìn)一步地，所述絕緣層覆蓋除所述加熱層電極端外的陶瓷懸梁層上

本發(fā)明的有益效果是：

1.通過陣列式，實(shí)現(xiàn)混合氣體的檢測(cè)，并且采用具有更低導(dǎo)熱系數(shù)和更堅(jiān)硬的陶瓷材料作為MEMS微熱板的懸梁結(jié)構(gòu)，比傳統(tǒng)的開隔熱槽單晶硅懸梁微熱板而言，隔熱效果顯著，整體結(jié)構(gòu)更可靠，而且通過陶瓷懸梁有效能夠降低自身功耗。