[实用新型]一种半导体薄膜型气敏元件

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种半导体器件，尤其涉及一种半导体薄膜型气敏元件。

背景技术

从气敏元件诞生之日起，由于其具有体积小、能耗低、灵敏度高、响应时间短等特点，在易燃、易爆、有毒、有害气体的检测和检测中的应用越来越广泛，对于减少气体爆炸、火灾等事故的发生起到非常大的作用。由最初的半导体气敏元件到后来的复合材料元件，气敏元件性能已经得到了很大的提高，然而由于传感的气敏机理非常复杂，到目前为止还没有形成一个统一的系统，在气敏元件性能研究方面，还需要系统化的试验与理论研究，另外在气敏元件的应用方面，积极加入到应用领域，再有就是加大对其他有害气体气敏元件的研究，对以苯系气体监测的气敏元件检测才是刚刚起步，需要一种可以同时具有互换性好、机械强度高、灵敏度高、能耗低等多项优点的元件。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、灵敏度高、响应迅速、机械强度高、互换性好、制造成本低的薄膜型气敏元件。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种半导体薄膜型气敏元件，包括保护套及基片，所述基片设置于保护套中，所述基片中心设置有氧化物半导体，所述氧化物半导体上设置有金属条，所述金属条之间设置有第一电极、第二电极、第三电极、第四电极，所述氧化物半导体两侧设置有加热丝。

所述加热丝用于给氧化物半导体加热，加速氧化物半导体对气体的吸收或释放，所述氧化物半导体对气体的吸收或释放时，自身电导率会发生改变，从而影响氧化物半导体电阻率的改变，实现气体浓度与电信号之间的转换，所述电信号通过电极将电信号输出到外电路，从而实现气体浓度的监测。所述金属条用于增强电流的收集，增强电信号的传输。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述基片为氧化铝基片，所述氧化铝导电、导热能力强，有利于降低元件内耗，提高元件灵敏度，同时氧化铝基片机械强度高，有利于增强元件的过载性能。

进一步，所述第三电极、第四电极为梳状铜电极，所述梳状铜电极有利于电子传输和电流的收集，从而降低元件内部对监测信号的损耗。

进一步，所述氧化物半导体为TiO₂纳米薄膜，所述TiO₂纳米薄膜受热后产生多孔纳米结构，有助于气体的吸收与释放；当温度下降后，所述TiO₂纳米薄膜，恢复原有形貌特征，有利于提高元件的互换性能。

本实用新型的有益效果是：结构简单、灵敏度高、响应迅速、机械强度高、互换性好、制造成本低。

附图说明

图1为本实用新型一种半导体薄膜型气敏元件结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：1、保护套，2、基片，3、氧化物半导体，4、加热丝，5、第一电极，6、第二电极，7、第三电极，8、第四电极，9、金属条。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，一种半导体薄膜型气敏元件，包括保护套1及基片2，所述基片2设置于保护套1中，所述基片1中心设置有氧化物半导体3，所述氧化物半导体3上设置有金属条9，所述金属条9之间设置有第一电极5、第二电极6、第三电极7、第四电极8，所述氧化物半导体3两侧设置有加热丝4。

所述加热丝4用于给氧化物半导体3加热，加速氧化物半导体3对气体的吸收或释放，所述氧化物半导体3对气体的吸收或释放时，自身电导率会发生改变，从而影响氧化物半导体3电阻率的改变，实现气体浓度与电信号之间的转换，所述电信号通过电极将电信号输出到外电路，从而实现气体浓度的监测。所述金属条9用于增强电流的收集，增强电信号的传输。

所述基片2为氧化铝基片，所述氧化铝导电、导热能力强，有利于降低元件内耗，提高元件灵敏度，同时氧化铝基片机械强度高，有利于增强元件的过载性能。所述第三电极7、第四电极8为梳状铜电极，所述梳状铜电极有利于电子传输和电流的收集，从而降低元件内部对监测信号的损耗。所述氧化物半导体3为TiO₂纳米薄膜，所述TiO₂纳米薄膜受热后产生多孔纳米结构，有助于气体的吸收与释放；当温度下降后，所述TiO₂纳米薄膜，恢复原有形貌特征，有利于提高元件的互换性能。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。