[发明专利]一种基于微井的气体传感器阵列及其制作方法

权利要求书

1.一种基于“微井”的气体传感器阵列，其特征在于：包括至少4个独立的微井单元，每个微井单元包括SOI晶片，所述SOI晶片顶部硅层面上从下到上依次设置有氧化硅掩膜层、加热电极层、氧化硅层、叉指电极，所述叉指电极上设置有矩形的微井隔离层，所述微井内设置有复合敏感膜层，所述SOI晶片的硅基底成“凹面型”，且凹面的两脚上均设置有氧化硅层。

2.根据权利要求1所述的气体传感器阵列，其特征在于，微井的长度、宽度和高度分别为600μm ~3000μm、600μm ~3000μm和900μm~1100μm。

3.根据权利要求1所述的气体传感器阵列，其特征在于，叉指电极的宽度、间距、长度和厚度分别为25μm~50μm、25μm~50μm、600μm ~3000μm和100nm ~200nm，每对叉指电极有一个独立的输出端，叉指电极阵列有一个共用输出端，所有的输出端排成一排。

4.根据权利要求1-4任一所述的气体传感器阵列，其特征在于，叉指电极采用铝（Al）或金（Au）制备。

5.根据权利要求1所述的气体传感器阵列，其特征在于，所述微井隔离层的厚度为900μm~1100μm。

6.根据权利要求1所述的气体传感器阵列，其特征在于，加热电机采用铂(Pt)、钨(W)或铝(Al)制备，加热电极为蛇形结构，电极的宽度、间距和厚度分别为50μm~100μm、50μm~100μm和100nm ~200nm。

7.根据权利要求1所述的一种基于“微井”的气体传感器阵列的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

采用SOI晶片作为衬底，并对晶片进行标准清洗；

采用热氧化工艺在SOI晶片两面制备氧化硅层；

依次采用光刻、溅射和剥离工艺，在上面的氧化硅上得到蛇形的铂、钨或铝加热电极；

用蒸发工艺在加热电极上蒸镀氧化硅层；

在步骤所述的氧化硅层上依次采用光刻、溅射和剥离工艺，在氧化硅层上制作出叉指电极，所述叉指电极材料采用金（Au）或铝（Al）；

先后采用光刻与RIE刻蚀法，露出加热电极与外电源的接触部分；

依次光刻和RIE刻蚀SOI晶片下面的氧化硅，随后采用TMAH湿法腐蚀液释放出SOI晶片下层的硅基底；

在叉指电极上旋涂SU-8光刻胶，并对其进行光刻，制作出微井隔离层；

划片封装；

采用成膜工艺对各个单元实现定位选区薄膜沉积，所述薄膜为有机薄膜、有机/无机复合薄膜或有机-无机多层膜。

8.根据权利要求8所述的气体传感器阵列的制备方法，其特征在于，其中步骤①所述SOI晶片为硅-氧化硅-硅夹层结构，氧化硅厚度为600~800nm，氧化硅的上下面均是(100)硅，厚度依次为3~7μm和200~250μm。

9.根据权利要求8所述的气体传感器阵列的制备方法，其特征在于，其中步骤和所述氧化硅层厚度为700~800nm。

10.根据权利要求8所述的气体传感器阵列的制备方法，其特征在于，其中步骤⑩所述有机薄膜、有机/无机复合薄膜或有机-无机多层膜中，有机相为聚苯胺、聚环氧乙烷、聚-4-乙烯基苯酚、酞菁络合物或聚噻吩类，无机相为纳米TiO₂、In₂O₃、ZnO、SnO₂、碳黑或碳纳米管。