[发明专利]MEMS气体传感器和提高MEMS气体传感器稳定性的方法有效

专利信息
申请号: 201910630446.5 申请日: 2019-07-12
公开(公告)号: CN110361423B 公开(公告)日: 2023-04-07
发明(设计)人: 刘宇航;刘秀洁;许诺;汪晓军 申请(专利权)人: 北京机械设备研究所
主分类号: G01N27/12 分类号: G01N27/12
代理公司: 北京云科知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 11483 代理人: 张飙
地址: 100854 北京市海淀区永*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: mems 气体 传感器 提高 稳定性 方法
【权利要求书】:

1.一种MEMS气体传感器,其特征在于,所述MEMS气体传感器包括:基于N型掺杂半导体材料的敏感单元和基于P型掺杂半导体材料的敏感单元中的至少一种,以及,基于P型本征半导体材料的敏感单元;

所述基于N型掺杂半导体材料的敏感单元用于检测氧化性气体;

所述基于P型掺杂半导体材料的敏感单元用于检测还原性气体;

基于N型掺杂半导体材料的敏感单元和基于P型掺杂半导体材料的敏感单元是基于掺杂半导体材料的敏感单元,其具有中等程度的环境稳定性,当环境中不存在氧化性或还原性气体时,其自身导电性随时间延长而缓慢变化,表现出一定的漂移特性;

所述基于P型本征半导体材料的敏感单元的电气特性稳定,用于当环境中不存在氧化性和还原性气体时修正所述基于N型掺杂半导体材料的敏感单元和/或所述基于P型掺杂半导体材料的敏感单元的电性漂移;基于P型本征半导体材料的敏感单元自身电气特性稳定性好的特点,其自身的电阻值基本保持稳定,可依据基于P型本征半导体材料的敏感单元的电阻值对基于N型掺杂半导体材料的敏感单元和基于P型掺杂半导体材料的敏感单元进行实时标定,修正基于N型掺杂半导体材料的敏感单元、基于P型掺杂半导体材料的敏感单元的静态电阻值,有效降低由基于N型掺杂半导体材料的敏感单元、基于P型掺杂半导体材料的敏感单元自身导电性漂移对整个传感器性能和长期稳定性带来的负面影响,可有效提高长期稳定性,延长传感器的使用寿命。

2.根据权利要求1所述的MEMS气体传感器,其特征在于,所述基于N型掺杂半导体材料的敏感单元有至少两个。

3.根据权利要求1所述的MEMS气体传感器,其特征在于,所述基于P型掺杂半导体材料的敏感单元有至少两个。

4.根据权利要求1所述的MEMS气体传感器,其特征在于,所述基于P型本征半导体材料的敏感单元有至少两个。

5.根据权利要求1至4任一所述的MEMS气体传感器,其特征在于,所述MEMS气体传感器还包括配套功能单元,所述配套功能单元包括电路单元。

6.一种提高MEMS气体传感器稳定性的方法,其特征在于,所述MEMS气体传感器如权利要求1至5任一所述,所述方法包括:

封装包括基于N型掺杂半导体材料的敏感单元和基于P型掺杂半导体材料的敏感单元中的至少一种,以及,基于P型本征半导体材料的敏感单元的所述MEMS气体传感器。

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,在所述MEMS气体传感器仅需检测氧化性气体时,所述封装包括基于N型掺杂半导体材料的敏感单元和基于P型掺杂半导体材料的敏感单元中的至少一种,以及,基于P型本征半导体材料的敏感单元的所述MEMS气体传感器,包括:

封装包括所述基于N型掺杂半导体材料的敏感单元和所述基于P型本征半导体材料的敏感单元的所述MEMS气体传感器。

8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,在所述MEMS气体传感器仅需检测还原性气体时,所述封装包括基于N型掺杂半导体材料的敏感单元和基于P型掺杂半导体材料的敏感单元中的至少一种,以及,基于P型本征半导体材料的敏感单元的所述MEMS气体传感器,包括:

封装包括所述基于P型掺杂半导体材料的敏感单元和所述基于P型本征半导体材料的敏感单元的所述MEMS气体传感器。

9.一种提高MEMS气体传感器稳定性的装置,其特征在于,所述装置包括存储器和处理器,所述存储器中存储有至少一条程序指令,所述处理器通过加载并执行上述指令以实现如权利要求6至8任一所述的方法。

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