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原文传递一种FET阵列气敏传感器及其加工方法

专利名称：	一种FET阵列气敏传感器及其加工方法
摘要：	本发明涉及气敏传感器技术领域，公开一种FET阵列气敏传感器及其加工方法。其中FET阵列气敏传感器包括：衬底，设有隔热腔室；绝缘层，位于隔热腔室的一端；硅岛，位于绝缘层的第一侧面上；FET加热阵列，包括若干个FET加热单元，每个FET加热单元均包括感应电极组和若干个掺杂极，掺杂极分为源极和漏极；若干个气敏层，每个气敏层均覆盖在一个感应电极组上。本发明公开的FET阵列气敏传感器，能够在相同的电流下将至少两个气敏层均匀地加热至不同的温度，增加了敏感气体浓度检测的准确性，能够实现多种气体的识别，提升了FET阵列气敏传感器的应用空间，降低了气敏层出现裂纹的概率，有利于FET阵列气敏传感器的批量化生产。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	南京元感微电子有限公司
发明人：	任青颖;柳俊文;史晓晶;李卫;胡引引
专利状态：	有效
申请日期：	2022-11-03T00:00:00+0800
发布日期：	2023-01-31T00:00:00+0800
申请号：	CN202211372287.1
公开号：	CN115656277A
代理机构：	北京中知法苑知识产权代理有限公司
代理人：	李明;赵吉阳
分类号：	G01N27/12;G;G01;G01N;G01N27;G01N27/12
申请人地址：	211100 江苏省南京市江宁开发区迎翠路7号科创大厦八层楼8009-1
主权项：	1.一种FET阵列气敏传感器，其特征在于，包括：衬底，其上设有隔热腔室；绝缘层，位于所述隔热腔室的一端且固定在所述衬底上；硅岛，位于所述绝缘层的第一侧面上且位于所述隔热腔室内； FET加热阵列，包括若干个FET加热单元，每个所述FET加热单元均包括感应电极组和若干个掺杂极，所述掺杂极分为源极和漏极，所述源极和所述漏极间隔排布在所述硅岛内且与所述第一侧面接触，所述感应电极组设置在所述绝缘层的第二侧面上或者所述绝缘层内，所述第二侧面与所述第一侧面正对设置，所述源极和所述漏极导通时能够产生热量；若干个气敏层，每个所述气敏层均覆盖在一个所述感应电极组上或者覆盖在正对所述感应电极组的所述绝缘层上，至少两个所述FET加热单元通入相同的电流时能够在相同时长内分别将对应的所述气敏层加热至不同的温度。 2.根据权利要求1所述的FET阵列气敏传感器，其特征在于，沿每个所述FET加热单元的边缘至中心的方向，所述掺杂极的横截面积逐渐减小。 3.根据权利要求2所述的FET阵列气敏传感器，其特征在于，所述掺杂极沿所述硅岛的周向呈多边形或者环形设置。 4.根据权利要求2所述的FET阵列气敏传感器，其特征在于，每个所述FET加热单元的所述掺杂极的深度均相同，沿每个所述FET加热单元的边缘至中心的方向，所述掺杂极的宽度逐渐减小。 5.根据权利要求1所述的FET阵列气敏传感器，其特征在于，所述感应电极组包括正电极和负电极，所述正电极和所述负电极间隔形成在所述绝缘层上。 6.根据权利要求5所述的FET阵列气敏传感器，其特征在于，所述正电极和所述负电极均为多晶硅电极，所述正电极和所述负电极均沿所述绝缘层的周向呈多边形或者环形设置。 7.一种适用于权利要求1至6任一项所述的FET阵列气敏传感器的加工方法，其特征在于，包括：提供衬底，在所述衬底的局部区域渗入离子，形成硅岛；形成绝缘层以及每个所述FET加热单元的所述源极、所述漏极、所述感应电极组，所述源极和所述漏极间隔设置在所述硅岛内，所述感应电极组设置在所述绝缘层背离所述硅岛的一侧或者设置在所述绝缘层内；在所述感应电极组上或者正对所述感应电极组的所述绝缘层上，形成用于检测敏感气体含量且包括贵金属的气敏层；在所述衬底背离所述绝缘层的一端加工出隔热腔室，形成半成品；将所述半成品进行退火并冷却，形成FET气敏传感器。 8.根据权利要求7所述的FET阵列气敏传感器的加工方法，其特征在于，所述感应电极组包括正电极和负电极，所述正电极和所述负电极均为多晶硅电极，形成所述多晶硅电极时包括：在所述绝缘层上化学气相淀积多晶硅，形成多晶硅层；在所述多晶硅层上涂覆第一阻挡层；图形化所述第一阻挡层，形成第一刻蚀口；刻蚀正对所述第一刻蚀口的所述多晶硅层，形成所述正电极和所述负电极；去除图形化后的所述第一阻挡层。 9.根据权利要求8所述的FET阵列气敏传感器的加工方法，其特征在于，在加工所述感应电极组之后、形成所述气敏层之前，还包括：在所述感应电极组和所述绝缘层上涂覆第二阻挡层；图形化所述第二阻挡层，形成第二刻蚀口；刻蚀正对所述第二刻蚀口的所述绝缘层和所述硅岛，使得若干个所述FET加热单元的所述掺杂极互相隔离；去除图形化后的所述第二阻挡层。 10.根据权利要求8所述的FET阵列气敏传感器的加工方法，其特征在于，加工所述隔热腔室时，包括：在所述气敏层上涂胶形成保护层；在所述衬底上化学淀积绝缘材料，形成硬掩膜；在所述硬掩膜上涂覆第三阻挡层；图形化所述第三阻挡层，形成第三刻蚀口；刻蚀正对所述第三刻蚀口的所述硬掩膜，形成隔热孔；深硅刻蚀正对所述隔热孔的所述衬底，形成所述隔热腔室；去掉图形化的所述第三阻挡层和所述硬掩膜，并去除所述保护层。