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MEMS催化燃燒傳感器微加熱芯片及傳感器

473   編輯:管理員   來源:微納感知(合肥)技術(shù)有限公司  
2024-03-12 16:49:30
權(quán)利要求書: 1.MEMS催化燃燒傳感器微加熱芯片,其特征在于,自下而上依次包括襯底(1)、絕緣支撐膜層(2)、加熱測量層、保護層(10);所述襯底(1)刻蝕有鏤空區(qū)域(1’);所述絕緣支撐膜層(2)位于鏤空區(qū)域(1’)刻蝕有懸梁(2’);所述加熱測量層位于懸梁(2’)上;所述保護層(10)覆蓋加熱測量層;

所述加熱測量層包括加熱元件(3)、熱電堆(100);所述熱電堆(100)包括熱電堆冷結(jié)材料(8)、熱電堆熱結(jié)材料(9);所述加熱元件(3)、熱電堆冷結(jié)材料(8)、熱電堆熱結(jié)材料(9)同層錯位布設(shè)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS催化燃燒傳感器微加熱芯片,其特征在于,所述熱電堆冷結(jié)材料(8)、熱電堆熱結(jié)材料(9)均盤設(shè)在所述絕緣支撐膜層(2)上,所述熱電堆冷結(jié)材料(8)沿所述熱電堆熱結(jié)材料(9)的間隙盤設(shè)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的MEMS催化燃燒傳感器微加熱芯片,其特征在于,所述熱電堆冷結(jié)材料(8)、熱電堆熱結(jié)材料(9)、加熱元件(3)均采用S形走向盤設(shè)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的MEMS催化燃燒傳感器微加熱芯片,其特征在于,所述熱電堆冷結(jié)材料(8)、熱電堆熱結(jié)材料(9)盤設(shè)在加熱元件(3)的至少3側(cè)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的MEMS催化燃燒傳感器微加熱芯片,其特征在于,所述熱電堆冷結(jié)材料(8)、熱電堆熱結(jié)材料(9)、加熱元件(3)通過引線引至所述絕緣支撐膜層除懸梁結(jié)構(gòu)以外的區(qū)域與外部設(shè)備電性連接。

6.一種MEMS傳感器,其特征在于,包括兩顆如權(quán)利要求1至5任一所述的微加熱芯片,兩顆微加熱芯片電性連接;其中一顆所述微加熱芯片加載催化敏感材料。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的MEMS傳感器,其特征在于,兩顆所述微加熱芯片采用電橋模式電性連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的MEMS傳感器,其特征在于,MEMS傳感器的電路包括催化燃燒傳感器S1,RS1與RH1分別為催化燃燒傳感器S1的熱電堆(100)和加熱元件(3),熱導(dǎo)傳感器S2,RS2與RH2分別為熱導(dǎo)傳感器S2的熱電堆(100)和加熱元件(3),電橋匹配電阻R1、R2,放大器U1,MOS管Q1、Q2、Q3,單片機U2;

所述R1、R2串聯(lián)后,其中R1的非串聯(lián)端接CC電源,R2的非串聯(lián)端接地,R1、R2的串聯(lián)公共點接U1的正相輸入端;RS1、RS2串聯(lián)后,其中RS2的非串聯(lián)端接CC電源、RS1的非串聯(lián)端通過Q2接地,RS1、RS2的串聯(lián)公共點接U1的反相輸入端、U1的輸出端與單片機U2的AD采樣端口連接;RH1、RH2串聯(lián)后,其中RH2的非串聯(lián)端接CC電源,RH1的非串聯(lián)端通過Q3接地,RH1、RH2的串聯(lián)公共點通過Q1接地;Q1、Q2、Q3的柵極分別與單片機U2的GPIO端連接。

說明書: MEMS催化燃燒傳感器微加熱芯片及傳感器技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本實用新型涉及催化燃燒氣體傳感、催化燃燒微加熱芯片及熱傳導(dǎo)傳感技術(shù)領(lǐng)域,具體來說是一種MEMS催化燃燒傳感器微加熱芯片及傳感器。背景技術(shù)[0002] 隨著物聯(lián)網(wǎng)概念的不斷發(fā)展,通過模擬鼻子感知氣味的氣體傳感器的需求也在不斷增長。作為氣體傳感器領(lǐng)域中的重要分支—催化燃燒式氣體傳感器以其結(jié)構(gòu)簡單、抗溫濕度干擾、對非可燃?xì)怏w無響應(yīng)等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用到家庭天然氣泄漏檢測、礦下瓦斯監(jiān)控、加氫站氣體監(jiān)控等。另外隨著國家大力發(fā)展新能源汽車,電動汽車逐漸興起,這為氣體傳感器帶來巨大的發(fā)展空間。目前電動汽車都是通過電池給與動力,而鋰電池因其高能量密度,輸出電壓高等優(yōu)點已被市場上多家汽車廠商使用。然而鋰電池鼓包、裂縫、破損等都比較容易引起內(nèi)部短路發(fā)熱,甚至導(dǎo)致汽車著火、爆炸。所以在使用過程中需要對電池進行監(jiān)控,在電池出現(xiàn)故障時給與預(yù)警。[0003] 一般鋰電池在破損時會產(chǎn)生大量的氫氣,可通過氣體傳感器進行檢測。電化學(xué)氣體傳感器因其反應(yīng)速度慢,使用壽命短等缺點不能被采用。半導(dǎo)體氣體傳感器通過敏感材料與氣體發(fā)生氧化還原反應(yīng)進行傳感器,然而目前傳感器易受到溫濕度,污染氣體等環(huán)境因素影響難以被使用。而催化燃燒傳感器通過黑白原件的相互配合可有效避免環(huán)境的干擾。當(dāng)可燃?xì)怏w在一定的濃度范圍內(nèi)時,催化燃燒傳感器中的催化原件被鉑絲加熱到400℃左右使可燃?xì)怏w發(fā)生無焰燃燒導(dǎo)致溫度上升,通過鉑絲感知溫度變化實現(xiàn)傳感。傳統(tǒng)的催化燃燒傳感器通過繞絲式鉑絲進行加熱,其功耗高體積大、鉑絲繞絲困難、生產(chǎn)成本高、鉑絲高溫下易揮發(fā)等缺點使其逐漸被微機電系統(tǒng)(MEMS,Micro?Electro?MechanicalSystem)基加熱器所取代。MEMS基微加熱器在微米尺度上通過半導(dǎo)體工藝構(gòu)建加熱平臺,可實現(xiàn)500℃以上的高溫。目前市場上基于MEMS的催化燃燒微加熱器通過濺射沉積鉑到硅片上形成鉑絲,在平面上加載催化材料,所以仍然通過鉑同時進行加熱及測量。我們知道當(dāng)環(huán)境中出現(xiàn)可燃?xì)怏w時,可燃?xì)怏w在催化材料上發(fā)生無焰燃燒,導(dǎo)致材料溫度上升,鉑絲溫度也隨之升高。然而這會導(dǎo)致鉑絲電阻增加,鉑絲加熱效率降低,即出現(xiàn)了信號抑制,鉑絲電阻升高阻礙了溫度的繼續(xù)上升。另外,鉑絲進行傳感時其電阻變化隨溫度變化并不大,以傳統(tǒng)的煒盛的催化燃燒甲烷傳感器為例,根據(jù)國標(biāo)1%甲烷濃度時電橋電壓不小于12m的檢測標(biāo)準(zhǔn),傳感器在最佳的電橋匹配下黑元件的鉑絲也不足1Ω的電阻變化,鉑絲的溫度感知能力差限制了傳感器的靈敏度。[0004] 另一方面,當(dāng)環(huán)境中的待測氣體超過一定濃度后,催化燃燒傳感器會出現(xiàn)“雙值效應(yīng)”,即與某個低濃度所產(chǎn)生的信號相同,這是由于環(huán)境中氧占比減少導(dǎo)致的燃燒不充分造成的。熱導(dǎo)傳感器可實現(xiàn)在高濃度范圍下的目標(biāo)氣體檢測。熱導(dǎo)氣體傳感器是根據(jù)混合氣體的總導(dǎo)熱系數(shù)隨待測氣體的含量不同而改變的原理制成。通常地,由檢測元件和補償元件配對組成電橋,遇熱導(dǎo)系數(shù)比空氣大的氣體時檢測元件電阻變小,相反則變大。熱導(dǎo)傳感器在使用時串聯(lián)熱電偶可補償環(huán)境溫度變化導(dǎo)致的偏移,所以測試電路可采用電橋電路。輸出電壓變化電橋電路反應(yīng)氣體濃度。目前基于熱導(dǎo)原理的芯片也同樣采用鉑絲同時進行加熱及測量,熱導(dǎo)傳感器無法檢測濃度較低的氣體,因為氣體濃度需要達(dá)到一定程度后才能改變環(huán)境導(dǎo)熱系數(shù)。

實用新型內(nèi)容

[0005] 本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種檢測精度高、適用于各種氣體濃度的MEMS催化燃燒傳感器微加熱芯片。[0006] 本實用新型通過以下技術(shù)手段實現(xiàn)解決上述技術(shù)問題的:[0007] MEMS催化燃燒傳感器微加熱芯片,自下而上依次包括襯底(1)、絕緣支撐膜層(2)、加熱測量層、保護層(10);所述襯底(1)刻蝕有鏤空區(qū)域(1’);所述絕緣支撐膜層(2)位于鏤空區(qū)域(1’)刻蝕有懸梁(2’);所述加熱測量層位于懸梁(2’)上;所述保護層(10)覆蓋加熱測量層;[0008] 所述加熱測量層包括加熱元件(3)、熱電堆(100);所述熱電堆(100)包括熱電堆冷結(jié)材料(8)、熱電堆熱結(jié)材料(9);所述加熱元件(3)、熱電堆冷結(jié)材料(8)、熱電堆熱結(jié)材料(9)同層錯位布設(shè)。[0009] 本實用新型將加熱與測量分離,可消除傳統(tǒng)加熱與測量一體時在催化燃燒過程中出現(xiàn)的信號抑制,催化燃燒傳感器相應(yīng)提高響應(yīng)。熱電堆與加熱器同層設(shè)置,簡化加工工藝,減小傳感器尺寸。[0010] 進一步的,所述熱電堆冷結(jié)材料(8)、熱電堆熱結(jié)材料(9)均盤設(shè)在所述絕緣支撐膜層(2)上,所述熱電堆冷結(jié)材料(8)沿所述熱電堆熱結(jié)材料(9)的間隙盤設(shè)。[0011] 進一步的,所述熱電堆冷結(jié)材料(8)、熱電堆熱結(jié)材料(9)、加熱元件(3)均采用S形走向盤設(shè)。[0012] 進一步的,所述熱電堆冷結(jié)材料(8)、熱電堆熱結(jié)材料(9)盤設(shè)在加熱元件(3)的至少3側(cè)。[0013] 進一步的,所述熱電堆冷結(jié)材料(8)、熱電堆熱結(jié)材料(9)、加熱元件(3)通過引線引至所述絕緣支撐膜層除懸梁結(jié)構(gòu)以外的區(qū)域與外部設(shè)備電性連接。[0014] 本實用新型還提供一種MEMS傳感器,包括兩顆如上述的微加熱芯片,兩顆微加熱芯片電性連接;其中一顆所述微加熱芯片加載催化敏感材料。[0015] 進一步的,兩顆所述微加熱芯片采用電橋模式電性連接。[0016] 進一步的,MEMS傳感器的電路包括催化燃燒傳感器S1,RS1與RH1分別為催化燃燒傳感器S1的熱電堆(100)和加熱元件(3),熱導(dǎo)傳感器S2,RS2與RH2分別為熱導(dǎo)傳感器S2的熱電堆(100)和加熱元件(3),電橋匹配電阻R1、R2,放大器U1,MOS管Q1、Q2、Q3,單片機U2;[0017] 所述R1、R2串聯(lián)后,其中R1的非串聯(lián)端接CC電源,R2的非串聯(lián)端接地,R1、R2的串聯(lián)公共點接U1的正相輸入端;RS1、RS2串聯(lián)后,其中RS2的非串聯(lián)端接CC電源、RS1的非串聯(lián)端通過Q2接地,RS1、RS2的串聯(lián)公共點接U1的反相輸入端、U1的輸出端與單片機U2的AD采樣端口連接;RH1、RH2串聯(lián)后,其中RH2的非串聯(lián)端接CC電源,RH1的非串聯(lián)端通過Q3接地,RH1、RH2的串聯(lián)公共點通過Q1接地;Q1、Q2、Q3的柵極分別與單片機U2的GPIO端連接。[0018] 本實用新型的優(yōu)點在于:[0019] (1)本實用新型將加熱與測量分離,可消除傳統(tǒng)加熱與測量一體時在催化燃燒過程中出現(xiàn)的信號抑制,催化燃燒傳感器相應(yīng)提高響應(yīng);[0020] (2)本實用新型所設(shè)計將MEMS工藝技術(shù)制造的熱電堆作為測量元件,利用了熱電堆測溫的檢測限低、靈敏度高的優(yōu)勢,可精確檢測催化燃燒釋放的熱量,從而降低對催化劑材料的要求,降低傳感器使用功耗。[0021] (3)本實用新型所設(shè)計催化燃燒傳感與熱電堆傳感聯(lián)用,提高傳感器整體靈敏度,增加傳感精度,擴大傳感濃度范圍。附圖說明[0022] 圖1為本實用新型實施例1中芯片基本結(jié)構(gòu)的俯視示意圖;[0023] 圖2為本實用新型實施例1中芯片結(jié)構(gòu)分解示意圖;[0024] 圖3為本實用新型實施例2中芯片聯(lián)用示意圖,在使用中左側(cè)加載催化燃燒敏感材料成為催化燃燒傳感器,右側(cè)裸芯片作為熱導(dǎo)傳感器;[0025] 圖4為本實用新型實施例2中的傳感器使用電路控制原理圖。具體實施方式[0026] 為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚,下面將結(jié)合本實用新型實施例,對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例是本實用新型一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本實用新型保護的范圍。[0027] 實施例1[0028] 本實施例提供一種利用熱電堆測量催化燃燒過程中催化元件熱量變化及熱導(dǎo)傳感中溫度變化的芯片,結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示,芯片結(jié)構(gòu)主要包括襯底1、絕緣支撐膜層2、加熱元件3、加熱引線4、加熱引腳5、熱電堆引線6、熱電堆引線7、熱電堆冷結(jié)材料8、熱電堆熱結(jié)材料9、保護層10。襯底1中間位置刻蝕有鏤空區(qū)域1’,絕緣材料層2在襯底1的上表面,用于絕緣支撐上面的器件。絕緣支撐膜層2位于鏤空區(qū)域1’刻蝕有懸梁2’,加熱元件3、熱電堆均位于懸梁2’上。熱器元件3可為氣體燃燒及熱導(dǎo)傳感提供必要溫度,其可采用熱效率高,電阻溫變小的材料(如,金、鎢等);組件3~9錯位分布在加熱元件的周圍,熱電堆冷結(jié)材料8與熱電堆熱結(jié)材料9位于同一層交叉排布,熱電堆空間排布形成距離加熱元件較接近的一端(近端),較遠(yuǎn)離的一端(遠(yuǎn)端);最上層的隔離保護層制造在微型加熱器元件和熱電堆之上,隔絕熱電偶材料與空氣接觸,防止氧化其氧化,同時可防止高溫使加熱元件金屬升華而造成長期的電阻漂移。[0029] 本實施例中,熱電堆冷結(jié)材料、熱電堆熱結(jié)材料均盤設(shè)在絕緣支撐膜層上,其中熱電堆冷結(jié)材料沿?zé)犭姸褵峤Y(jié)材料的間隙盤設(shè)。本實施例采用S形盤設(shè)方式,也可以采用回字形等其他盤設(shè)方式。[0030] 本實施例中,熱電堆冷結(jié)材料、熱電堆熱結(jié)材料盤設(shè)在加熱元件的至少3側(cè)。熱電堆冷結(jié)材料、熱電堆熱結(jié)材料、加熱元件通過引線引至絕緣支撐膜層除懸梁結(jié)構(gòu)以外的區(qū)域與外部設(shè)備電性連接。[0031] 本實施例所設(shè)計的MEMS傳感芯片通過給加熱元件施加電壓以提供適當(dāng)溫度。集成在加熱元件周圍的熱電偶中近端載流子流向遠(yuǎn)端,并聚集在遠(yuǎn)端,從而產(chǎn)生熱電勢。環(huán)境無變化時,該電勢值相對穩(wěn)定。本實用新型所設(shè)計芯片需要在加熱元件區(qū)域上方加載催化燃燒元件,才能用作催化燃燒傳感器。當(dāng)外界有目標(biāo)氣體時,加載在催化燃燒傳感器上的催化燃燒元件催化氣體發(fā)生無焰燃燒,溫度上升。近端相對遠(yuǎn)端溫度上升較快,導(dǎo)致熱電勢增加,根據(jù)電勢變化可實現(xiàn)催化燃燒傳感器氣體傳感。相反地,對于熱導(dǎo)傳感器由于目標(biāo)氣體(如氫氣等)導(dǎo)熱系數(shù)高,降低了加熱元件的溫度,使熱電勢降低,也可根據(jù)熱電勢降低程度測量氣體濃度。[0032] 實施例2[0033] 基于實施例1提供的芯片,可兩顆聯(lián)用,形成氣體傳感器,具體如下:[0034] 如圖3所示,其中一顆作為催化燃燒傳感器(圖中左側(cè)黑色部分為敏感材料),在使用中需要加載催化敏感材料。另一顆作為熱導(dǎo)傳感器。兩顆傳感器采用電橋模式連接,并匹配適當(dāng)電阻采集信號,同時可采集單個傳感器信號。當(dāng)環(huán)境中無目標(biāo)氣體時,熱導(dǎo)傳感器芯片同時可作為催化燃燒傳感器的白元件,以補償環(huán)境溫度變化造成的催化燃燒傳感器信號漂移。補償具體通過測量不同溫度下無目標(biāo)氣體時傳感器的響應(yīng)漂移,進行數(shù)據(jù)矯正。當(dāng)環(huán)境中目標(biāo)氣體達(dá)到一定濃度時(如可燃?xì)怏w氫氣或甲烷在0.1%~8%),可使催化燃燒傳感器溫度上升,熱電堆產(chǎn)生電信號,而此時由于上述氣體可以帶走熱導(dǎo)傳感器表面的熱量使其溫度下降,造成相反電信號,電橋電路兩個電信號相反的變化可增加傳感器整體輸出信號,從而提高了靈敏度。當(dāng)環(huán)境中目標(biāo)氣體達(dá)到較高濃度時(如可燃?xì)怏w氫氣或甲烷大于8%),催化燃燒傳感器可能會出現(xiàn)“雙值效應(yīng)”,出現(xiàn)檢測誤差與前相反地,催化燃燒傳感器的熱電堆此時可以作為熱導(dǎo)傳感器的補償元件。補償通過測量無目標(biāo)氣體時熱導(dǎo)傳感器工作在不同溫度下響應(yīng)漂移進行數(shù)據(jù)矯正。據(jù)此所設(shè)計電路如圖4,包括催化燃燒傳感器S1,RS1與RH1分別為催化燃燒傳感器S1的熱電堆和加熱元件,熱導(dǎo)傳感器S2,RS2與RH2分別為熱導(dǎo)傳感器S2的熱電堆和加熱元件,電橋匹配電阻R1、R2,放大器U1,MOS管Q1、Q2、Q3,單片機U2;

[0035] 所述R1、R2串聯(lián)后,其中R1的非串聯(lián)端接CC電源,R2的非串聯(lián)端接地,R1、R2的串聯(lián)公共點接U1的正相輸入端;RS1、RS2串聯(lián)后,其中RS2的非串聯(lián)端接CC電源、RS1的非串聯(lián)端通過Q2接地,RS1、RS2的串聯(lián)公共點接U1的反相輸入端、U1的輸出端與單片機U2的AD采樣端口連接;RH1、RH2串聯(lián)后,其中RH2的非串聯(lián)端接CC電源,RH1的非串聯(lián)端通過Q3接地,RH1、RH2的串聯(lián)公共點通過Q1接地;Q1、Q2、Q3的柵極分別與單片機U2的GPIO端連接。[0036] R1、R2和RS1、RS2組成電橋,U1放大電橋信號,單片機的AD引腳采集放大后的電橋信號。單片機的GPIO引腳控制Q1、Q2、Q3導(dǎo)通和斷開。當(dāng)Q2導(dǎo)通時傳感器敏感電阻RS1、RS2處于工作狀態(tài);當(dāng)Q2斷開時傳感器敏感電阻RS1、RS2處于不工作狀態(tài),正常狀態(tài)下處于導(dǎo)通狀態(tài)。外界濃度較低時,Q1斷開、Q3導(dǎo)通,傳感器RH1、RH2都處于工作狀態(tài)。當(dāng)外界可燃?xì)怏w濃度很高時,Q1導(dǎo)通、Q3斷開時,傳感器RH2單獨工作。[0037] 本實用新型結(jié)合催化燃燒與熱導(dǎo)氣體傳感器特點,將傳感器的加熱與測量相分離,并同時滿足兩種傳感器的使用需求,消除催化燃燒傳感器的信號抑制,提高靈敏度。本實用新型創(chuàng)新地采用熱電堆來檢測傳感過程中的溫度變化,熱電堆基于塞貝克效應(yīng)(在溫度場中,兩種材料感溫能力不同導(dǎo)致自身溫度不同,熱的一端叫做熱結(jié),冷的一段叫做冷結(jié)。材料內(nèi)載流子會沿著溫度梯度降低的方向移動,引起電荷積累在冷結(jié)上,回路中產(chǎn)生熱電勢)具有非常高的溫敏特性,可感知0.1℃的溫變,采用熱電堆作測量可提高傳感器的靈敏度。同時加熱與測量分離給于了加熱材料及測量方式更多的選擇,比如可用熱效率更高的鎢絲做加熱,用熱電堆進行測量。[0038] 實施例3[0039] 實施例1所設(shè)計用于催化燃燒或熱導(dǎo)傳感器的微加熱芯片的制造工藝如下:[0040] a:利用PECD技術(shù),在單面拋光的硅襯底上沉積1um厚的氮化硅薄膜作為支撐膜層1;

[0041] b:利用磁控濺射技術(shù),在所沉積的氮化硅薄膜上沉積20nm的金屬鈦作金屬黏附層,然后接著在相同位置上沉積100nm厚的金屬金、鎢或鎳鉻合金等,充當(dāng)加熱器和熱電偶的引線;[0042] d:利用磁控濺射技術(shù),沉積100nm厚的金屬鎳,充當(dāng)熱電堆的熱結(jié)材料。利用磁控濺射技術(shù),沉積100nm厚的金屬鉻,充當(dāng)熱電堆的冷結(jié)材料,完成熱電偶的制作;[0043] e:利用PECD技術(shù),在加熱器和熱電偶材料上沉積200nm厚的氮化硅薄膜作為保護層6;[0044] f:利用RIE刻蝕技術(shù),刻蝕2350nm厚的氮化硅薄膜,形成濕法刻蝕硅的窗口;[0045] g:利用濕法刻蝕技術(shù),將硅片放置到KOH溶液中刻蝕,形成空腔(即鏤空區(qū)域1’)。[0046] 實施例4[0047] 實施例1所設(shè)計用于催化燃燒或熱導(dǎo)傳感器的微加熱芯片的制造工藝如下:[0048] a:利用PECD技術(shù),在單面拋光的硅襯底上沉積1um厚的氮化硅薄膜作為支撐膜層1;

[0049] b:利用磁控濺射技術(shù),在所沉積的氮化硅薄膜上沉積20nm的金屬鈦作金屬黏附層,然后接著在相同位置上沉積200nm厚的金屬金、鎢或鎳鉻合金等,充當(dāng)加熱器和熱電偶的引線;[0050] d:利用磁控濺射技術(shù),沉積200nm厚的金屬鎳,充當(dāng)熱電堆的熱結(jié)材料。利用磁控濺射技術(shù),沉積200nm厚的金屬鉻,充當(dāng)熱電堆的冷結(jié)材料,完成熱電偶的制作,除了上述兩種熱電偶材料外;[0051] e:利用PECD技術(shù),在加熱器和熱電偶材料上沉積500nm厚的氮化硅薄膜作為保護層6;[0052] f:利用RIE刻蝕技術(shù),刻蝕2350nm厚的氮化硅薄膜,形成濕法刻蝕硅的窗口;[0053] g:利用濕法刻蝕技術(shù),將硅片放置到KOH溶液中刻蝕,形成空腔(即鏤空區(qū)域1’)。[0054] 實施例5[0055] 實施例1所設(shè)計用于催化燃燒或熱導(dǎo)傳感器的微加熱芯片的制造工藝如下:[0056] a:利用PECD技術(shù),在單面拋光的硅襯底上沉積2um厚的氮化硅薄膜作為支撐膜層1;

[0057] b:利用磁控濺射技術(shù),在所沉積的氮化硅薄膜上沉積10nm的金屬鈦作金屬黏附層,然后接著在相同位置上沉積100nm厚的金屬金、鎢或鎳鉻合金等,充當(dāng)加熱器和熱電偶的引線;[0058] d:利用磁控濺射技術(shù),沉積200nm厚的金屬金,充當(dāng)熱電堆的熱結(jié)材料。利用磁控濺射技術(shù),沉積200nm厚的P型多晶硅,充當(dāng)熱電堆的冷結(jié)材料,完成熱電偶的制作,除了上述兩種熱電偶材料外;[0059] e:利用PECD技術(shù),在加熱器和熱電偶材料上沉積500nm厚的氮化硅薄膜作為保護層6;[0060] f:利用RIE刻蝕技術(shù),刻蝕2350nm厚的氮化硅薄膜,形成濕法刻蝕硅的窗口;[0061] g:利用濕法刻蝕技術(shù),將硅片放置到KOH溶液中刻蝕,形成空腔(即鏤空區(qū)域1’)。[0062] 以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案,而非對其限制;盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細(xì)的說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改,或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。



聲明:
“MEMS催化燃燒傳感器微加熱芯片及傳感器” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
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