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原文传递电化学传感器以及形成电化学传感器的方法

专利名称：	电化学传感器以及形成电化学传感器的方法
摘要：	提供电化学传感器，其可以使用通常用于制造集成电路的微机械加工技术形成。这是通过在硅基板中形成微毛细管并在绝缘层中形成开口以允许环境气体到达基板的顶侧来实现的。多孔电极印刷在绝缘层的顶侧，使得电极形成在绝缘层的开口中。传感器还包括至少一个附加电极。然后在电极顶部形成电解质。在电极和电解质上方形成帽。使用微机械加工技术可以容易地产生这种布置。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	百慕大群岛;BM
申请人：	亚德诺半导体无限责任公司
发明人：	A·伯杜克;P·麦吉尼斯;R·J·施佩尔;B·考莱伊;D·麦考立夫;W·莱恩;H·伯尼
专利状态：	有效
申请日期：	2017-08-29T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-24T00:00:00+0800
申请号：	CN201780061363.8
公开号：	CN109804241A
代理机构：	中国国际贸易促进委员会专利商标事务所
代理人：	周阳君
分类号：	G01N27/404(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	百慕大群岛(英)哈密尔顿
主权项：	1.一种电化学传感器，包括基板、绝缘层、至少两个电极和电解质，至少一个电极是多孔电极；其中所述至少一个多孔电极形成在所述绝缘层的开口中，所述电解质形成为所述电极和所述绝缘层之上的层，所述基板中形成有至少一个孔，并且所述传感器被布置为使得所述多孔电极通过所述基板中的至少一个孔暴露于环境。 2.根据权利要求1所述的传感器，其中所述至少一个孔是多个微毛细管。 3.根据权利要求1或2所述的传感器，其中所述绝缘层形成在所述基板的第一表面上或附近，并且所述至少一个多孔电极的一部分形成在所述基板的第一表面上或附近，在由所述绝缘层中的开口限定的区域中。 4.根据权利要求1、2或3所述的传感器，其中所述绝缘层中的开口延伸穿过所述绝缘层。 5.根据前述任一权利要求所述的传感器，还包括形成在所述绝缘层上方的帽，其中所述电解质设置在所述帽内，并且至少部分地填充所述帽。 6.根据权利要求5所述的传感器，还包括至少一个形成在所述基板中的凹部，该凹部与由所述帽限定的空间连通，其中所述电解质也设置在所述凹部内。 7.根据前述任一权利要求所述的传感器，还包括一个或多个附加电极，其中所述附加电极通过所述绝缘层与所述基板隔离。 8.根据前述任一权利要求所述的传感器，还包括：一个或多个导电轨道，其中所述至少两个电极耦合到相应的导电轨道。 9.根据权利要求8所述的传感器，其中所述导电轨道延伸到所述绝缘层中开口的侧壁和/或所述基板中形成的至少一个孔的侧壁上。 10.根据权利要求9所述的传感器，还包括：钝化层，形成在所述绝缘层和所述导电轨道上方，所述钝化层具有形成在其中的两个或更多个孔，所述两个或更多个孔与所述导电轨道的部分对齐。 11.根据前述任一权利要求所述的传感器，其中所述电解质包括水性或有机液体电解质、凝胶化电解质-水凝胶，导电聚合物和室温离子液体中的一种。 12.根据权利要求11所述的传感器，其中所述电解质是两层电解质。 13.根据前述任一权利要求所述的传感器，还包括形成在所述基板下侧的沟槽，以使气体能够从所述基板的一侧到达所述至少一个孔。 14.根据前述任一权利要求所述的传感器，在包括根据前述任一权利要求的多个电化学传感器的阵列中。 15.根据前述任一权利要求所述的传感器，包括在集成电路中。 16.根据前述任一权利要求所述的传感器，其中所述至少一个多孔电极基本上是环形的，并且所述至少两个电极中的另一个是部分环形的电极，并且围绕所述工作电极的周边形成。 17.根据权利要求16所述的传感器，其中所述绝缘层中的开口基本上是环形的并且与所述至少一个多孔电极同轴。 18.根据权利要求16或17所述的传感器，还包括环形导电轨道，与所述至少一个多孔电极同轴并位于其下方。 19.根据权利要求18所述的传感器，还包括至少一个部分环形导电轨道，与所述至少两个电极中的另一个对齐。 20.根据权利要求16所述的传感器，其中所述部分环形电极是半环形的。 21.根据权利要求16所述的传感器，其中所述传感器包括两个传感器，每个传感器具有相应的工作电极和相应的反电极，并共享共同参考电极。 22.根据权利要求21所述的传感器，其中所述工作电极是半圆形，并且所述反电极是四分之一环形。 23.根据权利要求16所述的传感器，其中所述传感器包括两个传感器，每个传感器具有相应的工作电极并共享共同反电极和共同参考电极。 24.根据权利要求23所述的传感器，其中所述工作电极是半圆形，并且所述反电极是半环形。 25.根据权利要求16所述的传感器，其中所述传感器包括两个传感器，每个传感器具有相应的工作电极和相应的反电极、以及相应的参考电极。 26.根据前述任一权利要求所述的传感器，还包括屏蔽导电轨道，其与所述导电轨道的边缘绝缘并沿所述导电轨道的边缘定位。 27.一种制造电化学传感器的方法，包括：在基板上形成绝缘层；在所述基板中提供至少一个孔；在所述绝缘层中提供开口；在所述绝缘层的开口中形成至少一个多孔电极，使得至少一个电极通过所述基板暴露于环境；在所述绝缘层上方形成至少一个附加电极；和在电极和所述绝缘层上方形成电解质层。 28.根据权利要求27所述的方法，其中在所述基板中提供至少一个孔的步骤是提供多个微毛细管的步骤。 29.根据权利要求27或28所述的方法，其中使用丝网印刷、模版印刷、平版印刷或气溶胶喷射印刷中的至少一种来进行形成至少一个多孔电极和至少一个附加电极的步骤。 30.根据权利要求27、28或29所述的方法，还包括在所述基板上同时形成多个电化学传感器。 31.一种在晶片上制造多个电化学传感器的方法，该方法包括：处理晶片基板以部分构建多个电化学传感器；提供包括多个帽的封盖晶片；将所述帽粘合到部分传感器上以使所述帽与所述部分传感器对齐；和切割所得结构以产生多个传感器。
所属类别：	发明专利