本申請涉及氣體傳感器，更具體地，涉及一種mems芯片及其制備方法和氣體傳感器。

背景技術：

1、相關技術中，設備的氣體泄漏，會對我們的身體健康、生活質量、生命安全和工業過程的運行產生影響。例如，部分冷媒氣體具有易燃、易爆的特性，所以對此類冷媒泄漏的實時檢測變得異常重要。

2、而目前一般采用的電容式氣體傳感器大多對環境(濕度、溫度、壓力)敏感，傳統電容式氣體傳感器多采用具有選擇性氣體吸附特性的介電材料(例如，高分子聚合物或金屬氧化物等)，而這些介電材料容易吸附空氣中水蒸氣而使電容變化，從而導致檢測誤差較大。而且這種介電材料不僅成本較高，而且壽命較低，從而導致使用成本較高。

技術實現思路

1、本申請提供一種mems芯片的制備方法的新技術方案，至少能夠解決現有氣體傳感器檢測誤差大的問題。

2、本申請還提供了一種mems芯片的新技術方案。

3、本申請還提供了一種氣體傳感器的新技術方案。

4、根據本申請的第一方面，提供了一種mems芯片的制備方法，包括：

5、在襯底的第一側依次形成第一極板層、間隙層和第二極板層，所述間隙層具有犧牲部，所述犧牲部位于所述第一極板層與所述第二極板層之間；

6、在所述第二極板層上形成通氣孔，所述通氣孔的第一端與外部連通，所述通氣孔的第二端延伸至所述犧牲部；

7、從所述通氣孔刻蝕去除所述犧牲部，以在所述第一極板層與所述第二極板層之間形成氣體檢測空腔，得到mems芯片。

8、可選地，在襯底的第一側形成第一極板層的方法為：

9、對所述襯底的第一側進行n型摻雜，得到n型半導體，所述n型半導體形成為第一極板層。

10、可選地，所述制備方法還包括：

11、對所述襯底的第一側進行p型摻雜，得到p型半導體，所述n型半導體與所述p型半導體形成pn結溫度傳感單元。

12、可選地，所述第一極板層、所述間隙層與所述第二極板層通過沉積形成。

13、可選地，所述制備方法包括：

14、沉積所述間隙層之前，在所述襯底的第一側沉積第一絕緣層，所述第一絕緣層設有貫穿槽，所述貫穿槽與所述第一極板層相對應；

15、在所述第一絕緣層背離所述第一極板層的一側沉積第一鈍化層；

16、其中，所述第一鈍化層覆蓋所述第一絕緣層，所述第一鈍化層與所述貫穿槽對應位置形成沉積槽，所述間隙層設于所述沉積槽，所述間隙層整體形成為所述犧牲部。

17、可選地，所述間隙層沉積于所述襯底的第一側表面，所述間隙層的部分形成為所述犧牲部。

18、可選地，對所述襯底的第一側表面進行化學機械拋光。

19、可選地，襯底的第一側形成第一極板層、間隙層的方法包括：

20、在襯底的第一側沉積第二絕緣層；

21、在所述第二絕緣層背離所述襯底的一側沉積第一極板層；

22、在所述第一極板層背離所述第二絕緣層的一側沉積第一鈍化層；

23、在所述第一鈍化層背離所述第一極板層的一側沉積間隙層，所述間隙層整體形成為所述犧牲部。

24、可選地，所述第二絕緣層具有通孔，所述第一極板層的部分沉積于所述通孔內并與所述襯底接觸。

25、可選地，沉積所述第二極板層之前，在所述間隙層背離所述襯底的一側沉積第二鈍化層。

26、可選地，對所述第二鈍化層背離所述間隙層的一側進行化學機械拋光。

27、可選地，所述第一鈍化層與所述第二鈍化層通過疏水材料形成。

28、可選地，在形成所述通氣孔之前，在所述第二極板背離所述間隙層的一側沉積第三絕緣層。

29、根據本申請的第二方面，提供了一種mems芯片，所述mems芯片由上述任一項所述的制備方法制成。

30、根據本申請的第三方面，提供了一種氣體傳感器，包括上述mems芯片。

31、根據本申請的mems芯片的制備方法，通過在第一極板層和第二極板層之間形成與通氣孔連通的氣體檢測空腔，使得進入氣體檢測空腔的氣體可以作為介電質，當待檢測的氣體從通氣孔進入到氣體檢測空腔時，第一極板層與第二極板層形成的可變電容器的電容隨之變化，從而可以實現高靈敏度的氣體檢測；與現有技術相比，無需設置額外設置介電材料，從而簡化了制備流程，降低了生產成本；而且采用氣體作為介電質，可以有效減少因固體介電材料吸附水蒸氣引起的電容變化，從而減少檢測誤差，可以提高使用本申請制備的mems芯片的微機電氣體傳感器的檢測靈敏度。

32、通過以下參照附圖對本申請的示例性實施例的詳細描述，本申請的其它特征及其優點將會變得清楚。

技術特征：

1.一種mems芯片的制備方法，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的mems芯片的制備方法，其特征在于，在襯底的第一側形成第一極板層的方法為：

3.根據權利要求2所述的mems芯片的制備方法，其特征在于，所述制備方法還包括：

4.根據權利要求1所述的mems芯片的制備方法，其特征在于，所述第一極板層、所述間隙層與所述第二極板層通過沉積形成。

5.根據權利要求2所述的mems芯片的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

6.根據權利要求2所述的mems芯片的制備方法，其特征在于，所述間隙層沉積于所述襯底的第一側表面，所述間隙層的部分形成為所述犧牲部。

7.根據權利要求2所述的mems芯片的制備方法，其特征在于，對所述襯底的第一側表面進行化學機械拋光。

8.根據權利要求3所述的mems芯片的制備方法，其特征在于，在襯底的第一側形成第一極板層、間隙層的方法包括：

9.根據權利要求8所述的mems芯片的制備方法，所述第二絕緣層具有通孔，所述第一極板層的部分沉積于所述通孔內并與所述襯底接觸。

10.根據權利要求5或8所述的mems芯片的制備方法，其特征在于，沉積所述第二極板層之前，在所述間隙層背離所述襯底的一側沉積第二鈍化層。

11.根據權利要求10所述的mems芯片的制備方法，其特征在于，對所述第二鈍化層背離所述間隙層的一側進行化學機械拋光。

12.根據權利要求10所述的mems芯片的制備方法，其特征在于，所述第一鈍化層與所述第二鈍化層通過疏水材料形成。

13.根據權利要求1所述的mems芯片的制備方法，其特征在于，在形成所述通氣孔之前，在所述第二極板背離所述間隙層的一側沉積第三絕緣層。

14.一種mems芯片，其特征在于，所述mems芯片由權利要求1至13中任一項所述的制備方法制成。

15.一種氣體傳感器，其特征在于，包括權利要求14所述的mems芯片。

技術總結
本申請提供了一種MEMS芯片及其制備方法和氣體傳感器，其中，所述制備方法，包括：在襯底的第一側依次形成第一極板層、間隙層和第二極板層，所述間隙層具有犧牲部，所述犧牲部位于所述第一極板層與所述第二極板層之間；在所述第二極板層上形成通氣孔，所述通氣孔的第一端與外部連通，所述通氣孔的第二端延伸至所述犧牲部；從所述通氣孔刻蝕去除所述犧牲部，以在所述第一極板層與所述第二極板層之間形成氣體檢測空腔，得到MEMS芯片。

技術研發人員：張賀存,鄒泉波,史新彬,宋青林
受保護的技術使用者：歌爾微電子股份有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28