功能区具有粗糙度的半导体气体传感器制造技术

本发明专利技术揭示了一种功能区具有粗糙度的半导体气体传感器，包括基底；设置在基底上的信号感测电极，信号感测电极包括两个导电电极以及电性连接两个导电电极的功能层；设置在基底上的加热电极，加热电极与信号感测电极彼此绝缘；其中，基底位于两个导电电极之间区域的表面粗糙度大于基底上的剩余区域。本发明专利技术提供的半导体气体传感器，通过在导电电极之间区域的基底上增加粗糙度，在后续功能层的制作中，气敏材料可以与基底之间形成更多的空隙，便于待检测气体的通过，从而提升气体传感器的灵敏度和响应速率。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术揭示了一种功能区具有粗糙度的半导体气体传感器，包括基底；设置在基底上的信号感测电极，信号感测电极包括两个导电电极以及电性连接两个导电电极的功能层；设置在基底上的加热电极，加热电极与信号感测电极彼此绝缘；其中，基底位于两个导电电极之间区域的表面粗糙度大于基底上的剩余区域。本专利技术提供的半导体气体传感器，通过在导电电极之间区域的基底上增加粗糙度，在后续功能层的制作中，气敏材料可以与基底之间形成更多的空隙，便于待检测气体的通过，从而提升气体传感器的灵敏度和响应速率。【专利说明】功能区具有粗糙度的半导体气体传感器
本专利技术属于电子器件制造
，具体涉及一种功能区具有粗糙度的半导体气 体传感器。
技术介绍
随着工业的快速发展，环境的污染问题也越来越严重，例如，汽车尾气中的C0、 N0X、S0 X等有害气体，室内装修中存在的甲醛、甲苯等，煤矿中泄漏的甲烷气体，化工生产中 产生的易燃、易爆、毒害性气体等，这些有毒气体对人们的身体健康造成了严重的威胁。为 了确保人身安全和防患于未然，人们研制了各种检测方法和检测仪器，其中，气体传感器在 家居生活、排放监测、航空、医疗、卫生等领域发挥着重大的作用。 目前气体传感器种类繁多，应用范围广泛，大致可分为半导体式、电化学式、接触 燃烧式、固体电解质式和红外线式等。其中半导体传感器因为检测灵敏度高、响应恢复时间 短、元件尺寸微小、寿命长、价格低廉而越来越受到人们的重视。尤其是近年来随着微机械 加工技术的发展，半导体气体传感器更是向着集成化、智能化方向发展。 半导体气体传感器中通常利用金属氧化物作为敏感材料，通过在其表面吸附气体 及表面反应而引起自身电阻的变化，进而监测到待检测气体。金属氧化物的吸附能力越强， 则气敏元件的选择性和灵敏度越高，为了达到上述效果，通常需要气敏材料之间有能让待 测气体通过的空隙，而这样的结构导致气敏材料不能有较多的添加量，避免这些空隙被过 度填塞，影响待气体的检测；但是，若气敏材料添加过少，在长时间的使用过程中，由于气敏 材料的氧化或者脱落，会降低传感器的性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种功能区具有粗糙度的半导体气体传感器，其可以提高 传感器的气体检测性能。 为解决上述专利技术目的，本专利技术提供一种功能区具有粗糙度的半导体气体传感器， 包括： 基底； 设置在所述基底上的信号感测电极，所述信号感测电极包括两个导电电极以及电性连 接所述两个导电电极的功能层； 设置在所述基底上的加热电极，所述加热电极与所述信号感测电极彼此绝缘；其中， 所述基底位于所述两个导电电极之间区域的表面粗糙度大于所述基底上的剩余区域。 上述专利技术目的，还可以通过以下方式解决，提供一种功能区具有粗糙度的半导体 气体传感器，包括： 基底； 设置在所述基底上的信号感测电极，所述信号感测电极包括两个导电电极以及电性连 接所述两个导电电极的功能层； 设置在所述基底上的加热电极，所述加热电极与所述信号感测电极彼此绝缘；其中， 所述基底位于所述两个导电电极之间区域的表面粗糙度为1〇〇ηπΓ50 μ m。 作为本专利技术的进一步改进，所述功能层至少包括彼此叠加的两层。 作为本专利技术的进一步改进，所述基底上位于所述两个导电电极之间的区域形成有 凹槽和/或凸棱。 作为本专利技术的进一步改进，所述凹槽的截面呈选自U形、平底U形、三角波形、锯齿 波形中的几何形状。 作为本专利技术的进一步改进，所述凸棱呈包括若干元胞的网格状，所述若干元胞之 间彼此分离或联接。 作为本专利技术的进一步改进，所述网格具有选自四边形、五边形、六边形、五角星形 中的几何形状。 作为本专利技术的进一步改进，所述元胞具有元胞壁，至少部分的所述元胞的元胞壁 上设置有通气口。 作为本专利技术的进一步改进，所述凸棱呈包括若干元胞的蜂窝状，所述蜂窝状的凸 棱包括至少两层错位叠加的蜂窝层。 作为本专利技术的进一步改进，所述凸棱的制备方法选自丝网印刷、溶胶-凝胶、水热 合成、磁控溅射、电子束蒸发、化学气相沉积中的一种；所述凹槽的制作方法选自电子束曝 光光刻、离子束刻蚀、纳米压印中的一种。 作为本专利技术的进一步改进，所述凸棱由导电性材料或非导电性材料制得，所述导 电性材料包括金属和合金薄膜，所述金属选自Pt、Au、Ag、Cu、Ni、W中的一种，所述合金薄 膜选自Ni/Cr、Mo/Mn、Cu/Zn、Ag/Pd、Pt/Au、Fe/Co中的一种，所述非导电性材料选自Si0 2、 A1203、Zr02、MgO、CaO 中的一种。 与现有技术相比，本专利技术提供的功能区具有粗糙度的半导体气体传感器，通过在 导电电极之间区域的基底上增加粗糙度，在后续功能层的制作中，气敏材料可以与基底之 间形成更多的空隙，便于待检测气体的通过；同时，在制作功能层时，将气敏材料分批次制 作于基底上，增加了气敏材料在搭建时的层次感，进一步地增加了气敏材料之间的空隙，从 而提升气体传感器的灵敏度和响应速率。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术半导体气体传感器一实施方式的结构示意图； 图2是本专利技术半导体气体传感器中制作功能层时的示意图； 图3是本专利技术半导体气体传感器一实施方式中加热电极的结构示意图； 图4是锯齿波状加热电极的形状示意图； 图5是三角波状加热电极的形状示意图； 图6和图7是正弦波状加热电极的形状示意图； 图8是本专利技术半导体气体传感器又一实施方式的结构示意图； 图9是本专利技术半导体气体传感器又一实施方式的结构示意图； 图10是本专利技术半导体气体传感器又一实施方式的结构示意图； 图11是本专利技术半导体气体传感器又一实施方式的结构示意图； 图12是图11中单个元胞的结构示意图； 图13是本专利技术半导体气体传感器又一实施方式的结构示意图； 图14是本专利技术半导体气体传感器又一实施方式中基底的截面图； 图15是本专利技术半导体气体传感器又一实施方式中基底的截面图； 图16是本专利技术半导体气体传感器又一实施方式中基底的截面图。 【具体实施方式】 以下将结合附图所示的【具体实施方式】对本专利技术进行详细描述。但这些实施方式并 不限制本专利技术，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的 变换均包含在本专利技术的保护范围内。 参图1，介绍本专利技术功能区具有粗糙度的半导体气体传感器的【具体实施方式】。在本 实施方式中，该半导体气体传感器1〇〇包括基底40、信号感测电极10、以及加热电极20。 信号感测电极10和加热电极20设置在基底40上。这里，需要说明的是，基底40 通常具有两相背的具有较大表面积的表面用于进行电路布局，而在基底40厚度方向上的 侧壁由于限定了较小的面积，故通常被认为不适合电路元件的设置，故若非特殊说明，本实 施方式中所提到的"设置在基底上"应当被理解为上述的较大表面，而非基底40的侧壁面。 信号感测电极10和加热电极20可以是设置于基底40上的相同表面或相背的表 面，相对而言，若将信号感测电极10和加热电极20分别制作在基底40的两个相背表面，则 需求加热电极20具有更高的加热功率，不必要地增加了传感器100的功耗，故本实施方式 中更优选地将信号感测电极1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功能区具有粗糙度的半导体气体传感器，其特征在于，包括：基底；设置在所述基底上的信号感测电极，所述信号感测电极包括两个导电电极以及电性连接所述两个导电电极的功能层；设置在所述基底上的加热电极，所述加热电极与所述信号感测电极彼此绝缘；其中，所述基底位于所述两个导电电极之间区域的表面粗糙度大于所述基底上的剩余区域。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐红艳，张克栋，崔铮，
申请(专利权)人：苏州纳格光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32