[发明专利]热阻气体传感器有效
申请号: | 201911291931.0 | 申请日: | 2019-12-16 |
公开(公告)号: | CN111323452B | 公开(公告)日: | 2022-10-18 |
发明(设计)人: | 斯特凡·克莱尔;金特·马尔考克斯 | 申请(专利权)人: | 西门子股份公司 |
主分类号: | G01N25/18 | 分类号: | G01N25/18;G01N25/20;G01F1/69 |
代理公司: | 北京康信知识产权代理有限责任公司 11240 | 代理人: | 李海霞 |
地址: | 德国*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 气体 传感器 | ||
1.一种热阻气体传感器(1),具有两个相同的、平坦的并能由气体(28、39)穿流的格栅(6、7),所述格栅由具有预定导电类型的半导体材料构成并连接在测量电桥(31)的彼此成对角线的相对置的分支中,其中,每个所述格栅(6、7)具有彼此平行地延伸的并且在端部(10、11;12、13)电并联的格栅接片(8、9),并且两个所述格栅(6、7)的所述格栅接片(8、9)彼此交替地并排位于共同的格栅平面中并在载板(2)中的窗口(5)上方延伸。
2.根据权利要求1所述的热阻气体传感器(1),其特征在于,所述格栅接片(8、9)构造成在所述格栅平面中以S形延伸。
3.根据权利要求1或2所述的热阻气体传感器(1),其特征在于,所述格栅接片(8、9)具有在所述格栅(6、7)的宽度上变化的横截面。
4.根据权利要求1或2所述的热阻气体传感器(1),其特征在于,
所述半导体材料以半导体层(4)的形式构成在形成所述载板的半导体衬底上,所述半导体层在所述半导体衬底中的所述窗口(5)上方延伸并在所述窗口上方以两个所述格栅(6、7)的形式构造,
在所述窗口(5)之外,所述半导体层(4)在延伸至少经过所述格栅(6、7)的宽度的四个区域中承载金属化部(14、15、16、17),所述金属化部在两个所述格栅(6、7)的四个所述端部(10、11、12、13)处将所述格栅接片(8、9)彼此电连接,并且
在所述窗口(5)之外,所述半导体层(4)包含分离结构(26),所述分离结构使所述格栅的四个所述端部(10、11、12、13)彼此隔离。
5.根据权利要求4所述的热阻气体传感器(1),其特征在于,在所述半导体衬底与所述半导体层(4)之间构成有绝缘层(3)。
6.根据权利要求4所述的热阻气体传感器(1),其特征在于,四个所述金属化部(14、15、16、17)在一个方向上以预定的量延伸超过所述格栅(6、7)的宽度,从而在所述预定的量处形成接触面(18、19、20、21),并且所述半导体衬底在另一个方向上包含与所述接触面(18、19、20、21)镜像对称地布置的贯通的开口(22、23、24、25)。
7.一种流量传感器(32),具有两个构造相同的根据权利要求1至5中任一项所述的热阻气体传感器(1、1'),所述热阻气体传感器在待测量的气体流中前后布置并且所述热阻气体传感器的格栅(6、7;6'、7')垂直于流动方向地布置,其中,两个所述热阻气体传感器(1、1')的所有四个格栅(6、7;6',7')连接成测量电桥(31),在所述测量电桥中,两个所述气体传感器(1、1')中的每一个气体传感器的格栅(6、7;6',7')都分别彼此成对角线地相对置。
8.一种流量传感器(32),具有两个构造相同的根据权利要求6所述的热阻气体传感器(1、1'),所述热阻气体传感器在待测量的气体流中前后布置并且所述热阻气体传感器的格栅(6、7;6'、7')垂直于流动方向地布置,其特征在于,所有四个所述格栅(6、7;6',7')连接成测量电桥(31),在所述测量电桥中,两个所述热阻气体传感器(1、1')中的每一个气体传感器的格栅(6、7;6',7')都分别彼此成对角线地相对置,并且两个所述气体传感器(1、1')以180°彼此错开,从而能够穿过下方的气体传感器之上的气体传感器(1)的开口(24、25、22、23)来触及下方的气体传感器(1')的接触面(18'、19'、20'、21')。
9.一种热导率检测器(33),具有根据权利要求1至6中任一项所述的热阻气体传感器(1),所述热阻气体传感器布置在测量气体流中并且使格栅(6、7)沿着流动方向布置。
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