[发明专利]微型热导检测器

说明书

一种微型热导检测器，包括基底、设置在基底上的热导池以及设置在热导池中的热敏电阻。热导池包括第一气流通道和第二气流通道，热敏电阻包括设置在第一气流通道中的相同的第一热敏电阻和第二热敏电阻以及设置在第二气流通道中的相同的第三热敏电阻和第四热敏电阻，第一热敏电阻和第二热敏电阻并行设置，第三热敏电阻和第四热敏电阻并行设置。本发明提供的微型热导检测器为一池双敏结构，每一个气流通道内的两个热敏电阻都是并行设置于同一热导池，消除了工艺带来热敏电阻阻值的不一致性，提高了微型热导检测器的灵敏度。

技术领域

本发明涉及气体检测领域，具体地，涉及一种微型热导检测器。

背景技术

在环境空气质量监测、装备内环境监测、智能电网故障诊断以及石油勘探等现场气体(主要有CO、CO₂，SO₂、NO₂，H₂S、C_l～C₆等低碳烃类化合物等)的快速检测中，由于环境气体组分复杂，种类繁多，有永久性气体、有易挥发性有机气体等，要实现对环境气体各组分的检测，市场大多采用集成传感的方法，利用各种传感器实现对不同气体的高灵敏检测，这就造成了系统体积大、功耗高且操作复杂。因此，迫切需求研制出一种高灵敏且通用性好的传感器来实现对多种气体的快速高灵敏检测。

热导检测器是色谱领域中非常重要且应用广泛的一种检测器，这种检测器几乎对所有气体都响应，这是其它类型检测器无法替代和比拟的，但传统的微型热导检测器仍存在死体积大及功耗高等因素。随着微机电系统(MEMS)技术的日益成熟，基于MEMS技术的微型热导检测器(Micro-TCD)，不仅具有响应速度快的特点，且其死体积几乎为零，这种特点极大的提高了其检测灵敏度，要比传统热导检测器提高十倍以上，可以将热导检测器的检测限降到个位ppm，甚至更低，使微型热导检测器具备痕量气体分析能力。

现有的微型热导检测器中，其四个热敏电阻都分别内置于四个不同位置的热导池中，彼此间都有一定的距离，这使得热敏电阻在制备的过程中，几乎不可能使四个热敏电阻阻值基本一致，这就造成了每个微型热导检测器的基线都不一样，不利于批量化生产，且四个热敏电阻阻值的不一致，造成了传感器的基线值很大，降低了检测器的灵敏度。

发明内容

针对上述问题，本发明的对微型热导检测器在结构上进行了创新，提出了一种新式的微型热导检测器，该微型热导检测器包括：

基底；

热导池，所述热导池设置在所述基底上；以及

热敏电阻，所述热敏电阻设置在所述热导池中，

所述热导池包括第一气流通道和第二气流通道，所述热敏电阻包括设置在所述第一气流通道中的相同的第一热敏电阻和第二热敏电阻以及设置在所述第二气流通道中的相同的第三热敏电阻和第四热敏电阻，所述第一热敏电阻和所述第二热敏电阻并行设置，所述第三热敏电阻和所述第四热敏电阻并行设置。

在一些实施例中，还包括设置在所述基底与所述热导池之间的介质层。

在一些实施例中，所述介质层包括氧化硅层和/或氮化硅层。

在一些实施例中，在所述基底的与所述热敏电阻相对应的位置处形成空穴。

在一些实施例中，所述热敏电阻通过支撑梁悬空地支撑在所述第一气流通道或第二气流通道内，使得所述热敏电阻与所述基底不接触。

在一些实施例中，所述支撑梁包括氮化硅层。

在一些实施例中，所述支撑梁还包括氧化硅层。

在一些实施例中，所述热敏电阻由铂或金属氧化物制备。

在一些实施例中，每一个所述热敏电阻均包括对应地设置于所述基底上的两个电极。