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原文传递基于玻璃基底的MEMS半导体式气体传感器及其制作方法

专利名称：	基于玻璃基底的MEMS半导体式气体传感器及其制作方法
摘要：	本发明公开了一种基于玻璃基底的MEMS半导体式气体传感器及其制作方法。该MEMS半导体式气体传感器包括敏感测试结构以及封装结构，该封装结构包括透气盖板，透气盖板与敏感测试结构密封结合形成一气体腔室，敏感测试结构包括玻璃基底以及依次叠层设置在玻璃基底第一面上的加热层、绝缘层以及气体敏感材料层，所述气体敏感材料层还与设置在所述绝缘层上的测试层电连接。本实施例提供的基于玻璃基底的MEMS半导体式气体传感器，其加工工艺简单、可靠，其该传感器整体具有良好的热绝缘性能；而且该传感器具有更牢靠的结构，进而可以在受冲击、振动的环境下使用。
专利类型：	发明专利
申请人：	安徽芯淮电子有限公司
发明人：	刘瑞
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T21:00:00+0805
申请号：	CN201911372293.5
公开号：	CN111044577A
代理机构：	南京利丰知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	赵世发
分类号：	G01N27/00;G01N27/12;B81B7/00;B81C1/00;G;B;G01;B81;G01N;B81B;B81C;G01N27;B81B7;B81C1;G01N27/00;G01N27/12;B81B7/00;B81C1/00
申请人地址：	235000 安徽省淮北市经济开发区梧桐路1号
主权项：	1.一种基于玻璃基底的MEMS半导体式气体传感器，其特征在于包括敏感测试结构以及封装结构，其中，所述封装结构包括透气盖板，所述透气盖板与所述敏感测试结构密封结合形成一气体腔室，所述气体腔室与设置在所述透气盖板上的至少一个气孔连通；所述敏感测试结构包括玻璃基底以及依次叠层设置在玻璃基底第一面上的加热层、绝缘层以及气体敏感材料层，所述气体敏感材料层还与设置在所述绝缘层上的测试层电连接，至少所述气体敏感材料层被设置在所述气体腔室中，以及，所述玻璃基底的第二面还设置有背腔，且所述气体敏感材料层被对应设置在所述背腔的上方，其中，所述第一面与所述第二面背对设置。 2.根据权利要求1所述基于玻璃基底的MEMS半导体式气体传感器，其特征在于：该背腔的顶部具有第一区域和第二区域，所述第一区域的玻璃基底的厚度小于所述第二区域的玻璃基底的厚度而形成悬臂结构，所述气体敏感材料层对应设置在位于所述玻璃基底第二区域的上方。 3.根据权利要求2所述基于玻璃基底的MEMS半导体式气体传感器，其特征在于：所述玻璃基底的厚度为100-1000μm，所述悬臂结构的厚度为10-100μm，宽度为10-100μm；和/或，所述透气盖板包括玻璃盖板，和/或，所述气孔的直径为10-500μm。 4.根据权利要求1所述基于玻璃基底的MEMS半导体式气体传感器，其特征在于：所述加热层的材质包括Pt、Au、Ag、Cu中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述加热层的厚度为100-5000nm；和/或，所述绝缘层的材质包括氧化硅和/或氮化硅；优选的，所述绝缘层的厚度为10-5000nm。 5.根据权利要求1所述基于玻璃基底的MEMS半导体式气体传感器，其特征在于：所述气体敏感材料层的材质包括半导体金属氧化物，所述气体敏感材料层的厚度为100-5000nm。 6.根据权利要求5所述基于玻璃基底的MEMS半导体式气体传感器，其特征在于：所述测试层的材质包括Au、Ag、Cu、Ni中的任意一种或两种以上的组合；优选的，所述测试层的厚度为100-5000nm。 7.根据权利要求1所述基于玻璃基底的MEMS半导体式气体传感器，其特征在于：所述玻璃基底的第二面还设置有第一焊盘和第二焊盘，所述第一焊盘经设置在所述玻璃基底内的第一导电通道与所述加热层电连接，所述第二焊盘经设置在所述玻璃基底内的第二导电通道与所述测试层电连接。 8.根据权利要求7所述基于玻璃基底的MEMS半导体式气体传感器，其特征在于：所述第一导电通道包括沿厚度方向贯穿所述玻璃基底的第一通孔以及填充在所述第一通孔内的导电材料，所述第二导电通道包括沿厚度方向贯穿所述玻璃基底的第二通孔以及填充在所述第二通孔内的导电材料；和/或，所述第一通孔和第二通孔的深度为50-1000μm；和/或，所述导电材料包括导电金属材料。 9.一种制作如权利要求1-8中任一项所述基于玻璃基底的MEMS半导体式气体传感器的方法，其特征在于：提供玻璃基底，并在玻璃基底的第二面加工形成背腔，且使所述背腔的顶部第一区域的厚度小于第二区域的厚度而形成两个以上间隔设置的悬臂结构，其中所述第一区域环绕所述第二区域分布；在所述玻璃基底的第一面依次制作叠层设置的加热层、绝缘层、测试层和气体敏感材料层，并使所述气体敏感材料层与所述测试层电连接；提供一具有气孔的玻璃盖板，并将所述玻璃盖板与所述玻璃基底封装结合，进而在所述玻璃盖板与所述玻璃基底之间围合形成一气体腔室，至少所述气体敏感材料层被封装在所述气体腔室中，所述气体腔室与所述玻璃盖板上的气孔连通。 10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于还包括：在所述玻璃基底的第二面制作第一焊盘和第二焊盘，并使所述第一焊盘经设置在所述玻璃基底内的第一导电通道与加热层电连接、所述第二焊盘经设置在所述玻璃基底内的第二导电通道与所述测试层电连接；其中，所述第一面与所述第二面背对设置。
所属类别：	发明专利