[发明专利]一种阵列型MEMS气体传感器

说明书

技术领域

本发明设计一种阵列型MEMS气体传感器，半导体技术中的微机电系统MEMS工艺制造领域。

背景技术

物联网技术的发展为集成化、低功耗、低成本的气体传感器带来了广泛的应用需求。工业和日常生活中实现对危险品气体，诸如CO，CO2，NO，NO2，CH4的高灵敏检测，可以避免其泄露对社会财产和公共安全造成的巨大危害。在提高传感器探测性能和便携性的同时，实现多种气体同时检测，满足物联网、复杂环境对多气体传感器的发展需求。Rae System公司于2002年提出将分立的红外光源、探测器、气室集成在一个TO5管壳中作为小型化的红外气体传感器，并且能够用于检测碳氢化合物HC、二氧化碳CO2、一氧化碳CO和一氧化氮NO气体浓度，但是并未实现多种气体同时检测，多种气体进行检测前需分离增加了检测的复杂度和成本。

中北大学提出的一种多气体检测的红外气体传感器(201310500970.3)是将同一种的红外气体传感器集成在基底上进行检测，虽然能够同时检测多种气体，但是所有的气体传感器均是同一种，不能有效的区分检测的准确性。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的不足，提供一种能够精准检测多种气体的阵列型MEMS气体传感器。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种阵列型MEMS气体传感器，包括包含读出电路的基底和设置基底上至少两个不同的呈矩阵排列的MEMS气体传感器，所述MEMS气体传感器表面涂覆渗透选择性薄膜，所述渗透选择性薄膜为二氧化硅薄膜或疏水性聚合物薄膜，孔径尺寸为5～500nm。

进一步，所述MEMS气体传感器为半导体气体传感器、电化学气体传感器、催化燃烧式气体传感器、热导式气体传感器、红外线气体传感器中的至少两种。

进一步，所述介质层为二氧化硅或氮化硅。

进一步，MEMS气体传感器为基于MEMS工艺制作的微型气体传感器。

本发明的有益效果是：

(1)该MEMS气体传感器可以采用CMOS标准工艺制作，能够与处理电路单片集成。通过该方法能够实现气体传感器的小型化以及智能化。

(2)多种气体传感器集成在同一基底上，不仅能够同时检测多种气体，而且能够保证气体传感器系统的稳定工作：当某一个气体传感器不能工作或者失效时，另外的气体传感器可以提供替补工作；另外多种气体传感器的集成检测同一种气体时可以互相提供参考，从而使气体检测更加准确；检测多种气体时，不同的气体传感器会对不同的气体的敏感度不同，从而增加了多种气体检测的灵敏度。

(3)在制作好的MEMS气体传感器上涂覆或者沉积渗透性薄膜材料，通过沉积不同孔径尺寸的薄膜来实现不同气体的渗透选择性，能够增加气体传感器对不同气体的选择能力，从而使气体传感器识别气体的能力提升，提升了传感器的灵敏度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

在附图中，各标号所表示的部件名称列表如下：1、包含读出电路的基座，2、第一MEMS气体传感器，3、第二MEMS气体传感器，4、第三MEMS气体传感器，5、第四MEMS气体传感器，6、渗透选择性薄膜。

具体实施方式

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

如图1所示，一种阵列型MEMS气体传感器，包括包含读出电路的基底和设置基底上四个不同的呈矩阵排列的MEMS气体传感器，分别为第一MEMS气体传感器、第二MEMS气体传感器、第三MEMS气体传感器和第四MEMS气体传感器，所述MEMS气体传感器表面涂覆渗透选择性薄膜，所述渗透选择性薄膜为二氧化硅薄膜或疏水性聚合物薄膜，孔径尺寸为5～500nm。

所述MEMS气体传感器为半导体气体传感器、电化学气体传感器、催化燃烧式气体传感器、热导式气体传感器、红外线气体传感器中的四种。

所述介质层为二氧化硅或氮化硅，MEMS气体传感器为基于MEMS工艺制作的微型气体传感器。

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