[发明专利]气体传感器MEMS结构及其制造方法

权利要求书

1.一种气体传感器，包括：

第一微机电系统(MEMS)管芯，其包括光源；

第二MEMS管芯，其包括光检测器；

样品室，其设置在所述光源和所述光检测器之间的光路中；以及

保持器衬底；

其中，所述第一MEMS管芯和所述第二MEMS管芯在相对于所述保持器衬底的垂直方向上被设置在所述保持器衬底上，并且所述样品室在所述第一MEMS管芯和所述第二MEMS管芯之间横向设置。

2.根据权利要求1所述的气体传感器，其中，所述光检测器包括：

一个或多个转换元件，其用于将温度变化转换成电信号；以及

一个或多个第一超材料元件，其用于热耦合到所述转换元件中的相应转换元件，

所述第一超材料元件被构造成在光源发射的一个或多个波长处选择性吸收；以及

用于将在一个或多个波长处的吸收变化转换成可变电响应的装置。

3.根据权利要求1或2所述的气体传感器，进一步包括：分别用于所述第一管芯和所述第二管芯的真空水平薄膜封装，其用于所述光源和所述光检测器与气体样品的热隔离。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的气体传感器，其中，所述光源包括一个或多个加热器元件以及一个或多个第二超材料元件，所述第二超材料元件热耦合到所述加热器元件中的相应加热器元件，所述第二超材料元件被构造成在一个或多个波长处发射。

5.根据权利要求1至4所述的气体传感器，进一步包括处理电路，所述处理电路至少具有用于驱动所述光源的源驱动器和耦合到所述光检测器的模拟接口。

6.根据权利要求5所述的气体传感器，其中，所述处理电路被集成在所述保持器衬底上。

7.根据权利要求1至6所述的气体传感器，其中，所述样品室包括波导扩散室。

8.根据权利要求7所述的气体传感器，其中，所述波导扩散腔室的相对的开口端用作扩散孔。

9.一种制造气体传感器的方法，包括步骤：

提供包括光源的第一微机电系统(MEMS)管芯；

提供包括光检测器的第二MEMS管芯；

提供设置在所述光源和所述光检测器之间的光路中的样品室；并

提供保持器衬底；

其中，所述第一MEMS管芯和所述第二MEMS管芯在相对于保持器衬底的垂直方向上被设置在所述保持器衬底上，并且所述样品室被横向设置在所述第一MEMS管芯和所述第二MEMS管芯之间。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，提供所述光检测器包括：

提供一个或多个转换元件，用于将温度变化转换为电信号，并

将一个或多个第一超材料元件热耦合到所述转换元件中的相应转换元件，

所述第一超材料元件被构造成在由所述光源发射的一个或多个波长处的选择性吸收，以及

用于将在一个或多个波长处的吸收的变化转换成可变电响应的装置。

11.根据权利要求9或10所述的方法，进一步包括：分别为所述第一管芯和第二管芯提供真空级薄膜封装，以用于所述光源和所述光检测器与气体样品的热隔离。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其中，提供所述光源包括：提供一个或多个加热器元件并将一个或多个第二超材料元件热耦合到所述加热器元件中的相应加热器元件，所述第二超材料元件被构造成在所述一个或多个波长下发射。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，进一步包括：提供处理电路，所述处理电路至少具有用于驱动所述光源的源驱动器以及被耦合到所述光检测器的模拟接口。

14.根据权利要求13所述的方法，包括将所述处理电路集成在所述保持器衬底上。