[发明专利]一种可回收重复制备的微瓦斯传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种可回收重复制备的微瓦斯传感器，其特征是：该微瓦斯传感器包括硅支座（101）、固定端（102）、对称设置的硅悬臂（103）、硅加热器（104）及催化剂载体（106）；所述硅加热器（104）较佳为圆环形，圆环形硅加热器（104）的中间较佳设有两个对称内伸的散热-支撑硅块（105）；所述硅支座（101）包括硅衬底（11）与设在硅衬底（11）上的埋层氧化硅（12）；所述硅悬臂（103）、硅加热器（104）均包括支撑硅层（21）、设在支撑硅层（21）外的氧化硅层（23）；所述硅悬臂（103）的一端与硅加热器（104）一侧相连，另一端与硅支座（101）上的固定端（102）连接；所述固定端（102）设在硅支座（101）的埋层氧化硅（12）上，固定端（102）包括支撑硅层（21）、设在支撑硅层（21）外的氧化硅层（23）、设在氧化硅层（23）上的作为电引出焊盘Pad的金属层（22），固定端（102）的支撑硅层（21）内设有掺杂硅层（24），所述电引出焊盘Pad的金属层（22）通过氧化硅层（23）的窗口与固定端的掺杂硅层（24）相接触以形成欧姆接触；所述硅加热器（104）完全嵌入在催化剂载体（106）中，尤其催化剂载体（106）贯穿于硅加热器（104）的中间，催化剂载体（106）是一个完整的整体结构。

2.一种权利要求1所述的可回收重复制备的微瓦斯传感器的制备方法，其特征在于：包括首次制备方法与重复制备方法；

首次制备方法包括：分离硅器件（110）制备方法、引线键合方法与催化剂载体包裹硅加热器的方法；

分离硅器件（110）制备方法的具体步骤为：

第一步，在SOI硅片上制备氧化硅层（23）；图形化顶层硅即支撑硅层（21）之上的氧化硅层（23）；开窗后掺杂或离子注入；淀积金属，图形化金属形成电引出焊盘Pad的金属（22）；

第二步，刻蚀SOI硅片顶层硅即支撑硅层（21），刻蚀停止于埋层氧化硅（12），形成固定端（102）、硅悬臂（103）与硅加热器（104）的图形；

第三步，湿法刻蚀或干法刻蚀SOI硅片底层硅，即硅衬底（11），刻蚀停止于埋层氧化硅（12），在SOI硅片背面形成硅杯结构；

第四步，湿法或干法刻蚀上一步形成硅杯后所暴露出的埋层氧化硅（12），释放出硅悬臂（103）与硅加热器（104）结构；

第五部，按照划线槽（601）划片，得到微瓦斯传感器的分离硅器件（110），划片后仅保留与硅加热器（104）相连的固定端（102）一侧的硅支座材料；

所述的引线键合方法为：将所述的微瓦斯传感器或其分离硅器件（110）固定于支撑板（107）上，固定时至少将硅加热器（104）及硅悬臂（103）定位伸出支撑板（107）外，支撑板（107）上设有金属电极（108）；金属引线（109）连接支撑板（107）上的金属电极（108）与所述分离硅器件（110）上的电引出焊盘Pad的金属层（22）；

所述的催化剂载体包裹硅加热器的方法为：将微喷印设备的喷嘴对准硅加热器（104），先单面对准并喷印或滴注液态或胶态催化剂载体，硅加热器（104）及其内伸的两个散热-支撑块（105）支撑负担催化剂载体（106），且催化剂载体饱满得贯穿于硅加热器（104）的圆环中；之后再对准硅加热器（104）的另一面并喷印或滴注催化剂载体，使硅加热器正反两面上的催化剂载体形成一个整体并完整包裹硅加热器，得到整体式包裹硅加热器（104）的催化剂载体（106）的元件；干燥后根据需要在得到的催化剂载体（106）上以喷印、滴注或浸渍的方式制作或不制作催化剂，然后干燥；

首次制备次序为先采用分离硅器件制备方法制备得到分立硅器件（110）；之后再先后采用引线键合方法、催化剂载体包裹硅加热器的方法，或先采用催化剂载体包裹硅加热器的方法再采用引线键合方法完成制备；

所述的重复制备方法：将回收的负载有催化剂载体的硅加热器（104）及部分硅悬臂（103）浸入化学溶液中进行腐蚀，其余部分则保持在化学溶液的液面之上，待去除催化剂载体(106)后，清洗并烘干；采用催化剂载体包裹硅加热器的方法重新制备催化剂载体及催化剂；采用重复制备方法可进行多次重复制备。