[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

说明书

本申请涉及一种MEMS气体传感器、提高MEMS气体传感器稳定性的方法和装置，属于传感器技术领域，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；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。有效提高长期稳定性，延长传感器的使用寿命。

技术领域

本申请涉及一种MEMS气体传感器和提高MEMS气体传感器稳定性的方法，属于传感器技术领域。

背景技术

气体传感器是MEMS(Microelectro Mechanical Systems，微机系统)传感技术领域的重要组成部分，在低功耗、小尺寸和低成本约束条件下，实现对目标气体的高度灵敏性和长期使用的稳定性是MEMS气体传感器的重要技术研究与发展方向。现有提高MEMS气体传感器长期稳定性的主要方案包括：1、提高敏感材料自身的稳定性，2、对气体传感器的工作环境进行控制。

提高敏感材料自身的稳定性对于器件级性能的提升具有重要意义，但受制于MEMS气体敏感材料领域研究的局限性，当前具有良好环境稳定性且同时具备气体敏感能力的材料主要有金属氧化物和部分高分子聚合物，对于其他材料的稳定性提升研究仍然较缺乏，且通常无法同时提升材料的长期稳定性和对目标气体的灵敏度。对气体传感器的工作环境进行控制，则可有效消除环境因素对气体传感器自身性能的影响，抑制因环境因素对传感器性能带来的漂移特性，目前有效的环境控制手段包括工作温度控制和气体进样过滤两种，这些手段均需要附加设施或组件来实现特定功能，增加了系统的复杂性，不利于传感器可靠性的提升。

发明内容

本申请提供了一种MEMS气体传感器、提高MEMS气体传感器稳定性的方法和装置，可以解决现有方案中的问题。本申请提供如下技术方案：

第一方面，提供了一种MEMS气体传感器，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；

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。

可选的，所述基于N型掺杂半导体材料的敏感单元有至少两个。

可选的，所述基于P型掺杂半导体材料的敏感单元有至少两个。

可选的，所述基于P型本征半导体材料的敏感单元有至少两个。

可选的，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。

第二方面，提供了一种提高MEMS气体传感器稳定性的方法，所述MEMS气体传感器的结构如上述第一方面所述，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。

可选的，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：