[发明专利]电容式氢气传感器及其制备方法

说明书

本申请涉及半导体技术领域，具体涉及一种电容式氢气传感器及其制造方法，包括：电极层形成在所述衬底的介质层上，第一电极和第二电极呈叉指状交错排列；氢气敏感层，形成在所述电极层上，且氢气敏感层为网状结构的聚合物膜。本发明采用网状结构的聚合物膜作为氢气敏感层，这样氢气敏感层可以具有足够高的氢气渗透性，使得电容式氢气传感器的灵敏度更高，响应速度更快，此外，第一电极、第二电极呈叉指状交错排列，使得整个电容式氢气传感器有效面积变大、容值大、灵敏度高。值得一提的是，本实施例中的制造工艺可以与CMOS工艺平台完美兼容，大大缩小了器件的尺寸，易于与集成电路芯片结合。

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，具体涉及一种电容式氢气传感器及其制备方法。

背景技术

在新能源领域，氢燃料由于它的无污染、无噪声、高效率等优点被广泛应用于航天、航空及汽车领域，这就需要检测或检测环境氢气浓度变化，以及时响应故障或异常的状态。目前氢燃料电池汽车一般通过加装氢气传感器或氢气泄露检测装置来检测环境氢气浓度变化。

传统的氢气传感器为电阻式，氢气中的电子与其化学吸附层中的氧离子结合，以此通过载流子浓度的变化以检测环境氢气浓度，但是传统的氢气传感器由于其体积较大、功耗较高、响应速度慢，难以与IC芯片结合，其应用场景受到很大限制。

发明内容

本申请至少在一定程度上解决相关技术中的上述技术问题。为此，本申请提出一种电容式氢气传感器及其制备方法，以解决上述至少一个技术问题。

为了实现上述目的，本申请第一方面提供了一种电容式氢气传感器，包括：

衬底；

电极层，形成在所述衬底的介质层上，所述电极层包括第一电极和第二电极，所述第一电极和第二电极呈叉指状交错排列；

氢气敏感层，形成在所述电极层上，且所述氢气敏感层为网状结构的聚合物膜。

本申请第二方面提供了一种电容式氢气传感器的制造方法，包括以下步骤：

提供衬底，并在衬底上依次淀积绝缘层、停止层；

定义停止层的区域以及形状；

在停止层上淀积介质层，并对所述介质层进行平坦化，再在所述介质层中定义若干通孔；

在所述介质层上淀积电极层，定义所述电极层的第一电极、第二电极、第三电极；

在所述电极层上淀积钝化层，完全去除第一电极和第二电极区域的钝化层，保留第三电极区域以及其他连接电路的钝化层，以形成敏感电容检测电极区域；

形成压焊块区域；

涂覆氢气敏感层，去除压焊块上的氢气敏感层，保留第一电极、第二电极、第三电极区域的氢气敏感层，最后固化处理，完成电容式氢气传感器的制作。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本发明实施例中的MEMS氢气传感器的结构剖面示意图。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。