[实用新型]一种热导型气体传感芯片及应用其的气体传感器

说明书

本实用新型公开了一种热导型气体传感芯片及应用其的气体传感器，包括晶圆、二氧化硅层、功能层、介电层、金属层和钝化层，所述晶圆的上下两侧设置有二氧化硅层，位于所述晶圆上侧的二氧化硅层上设置有功能层，所述功能层上设置有介电层，所述介电层上刻蚀有若干环形套设的通孔，所述介电层上及通孔内设置有并沉积金属层，所述介电层上设置有钝化层。本实用新型中芯片制备工艺简单，将热源、温度参考通道和温度测量通道在同一工序中完成，降低成本，在监测环境气体变化，可使用单一芯片或增加使用ASIC芯片，芯片封装结构简单，无其他功能性元件，成本低。

技术领域

本实用新型属于气体传感器技术领域，具体涉及一种热导型气体传感芯片及应用其的气体传感器。

背景技术

气体传感器在家电领域有重要的应用市场，空调、新风系统、空气净化器等产品，可以通过气体传感器，实现空气质量的优化；空调系统中，可使用气体传感器监测易燃的制冷剂泄漏。

气体传感器是将气体种类或浓度有关的信息转换为电信号变化的器件，再基于待测气体的物理或化学特性，对特定气体进行实时检测、监控及报警。根据气体传感器工作原理不同，可分为NDIR(非色散红外吸收)、半导体式、电化学式和光声光谱式。

NDIR气体传感器由红外光源、气室、红外传感器组成。其利用气体分子吸收特定红外线的特性，使用特定的红外光源对待测气体进行辐照，红外线被气室内的气体分子吸收并衰减，使用红外传感器对衰减后的红外线进行测量，从而计算气体浓度。

半导体式气体传感器其通过吸附在经由加热器加热的氧化金属表面的氧气，和待测气体进行反应，使传感器阻值发生变化，进而计算气体浓度。

电化学式气体传感器利用氧化还原反应测量气体浓度。待测气体分子在检测电极发生氧化反应，产生离子和电子，然后以离子经由电解液、电子经由外部电路的方式，移动到对电极，引发还原反应。

光声光谱式气体传感器同NDIR气体传感器类似，利用气体分子吸收特定红外线的特性，使用红外光源以精确波长的脉冲快速连续地向气体发射红外能量，使待测气体快速地加热和冷却，进而引发热膨胀和收缩，使用麦克风测量腔体内压力变化得到待测气体的浓度。

现有技术缺点：

现有的气体传感器成本较高，在成本有严格要求的低端市场无法广泛普及。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种热导型气体传感芯片及应用其的气体传感器。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

本实用新型的实施例一提供一种热导型气体传感芯片，包括晶圆、二氧化硅层、功能层、介电层、金属层和钝化层，所述晶圆的上下两侧设置有二氧化硅层，位于所述晶圆上侧的二氧化硅层上设置有功能层，所述功能层上设置有介电层，所述介电层上刻蚀有若干环形套设的通孔，所述介电层上及通孔内设置有并沉积金属层，所述介电层上设置有钝化层。

本实用新型优选地，所述晶圆的中心设置有两端开口的第一空腔，所述通孔外侧均设置有与第一空腔相通的第二空腔，所述第二空腔包括四组，沿内侧所述通孔呈“十”字型结构设置。

本实用新型优选地，位于内侧所述通孔设置的二氧化硅层、功能层、介电层、金属层和钝化层组成热源。

本实用新型优选地，位于所述热源的外侧由第二空腔隔开的二氧化硅层、功能层、介电层、金属层和钝化层组成温度测量通道。

本实用新型优选地，位于所述温度测量通道的外侧由第二空腔隔开的二氧化硅层、功能层、介电层、金属层和钝化层组成温度参考通道。

本实用新型优选地，所述钝化层的四个拐角处设置有多个镂空，露出金属层，形成电极。