本申請涉及氣體檢測，特別是涉及一種氣體傳感器及其制備方法。

背景技術：

1、熱導式氣體傳感器的原理是基于不同的氣體分子有不同的熱導率。為了提高測量準確性，熱導式氣體傳感器一般包括兩個通道，也即參考通道和測量通道。參考通道暴露在空氣中，測量通道暴露在被測空氣中。兩個通道被加熱到相同的溫度，根據兩個通道的數據差，得到被測空氣中被測氣體分子的濃度。現有的熱導式氣體傳感器芯片都是制作相同的兩個單元，通過封裝工藝將其中一個單元密封作為參考通道，另一個單元則暴露在空氣中作為測量通道。但由于現有技術的封裝的精度低，而且還需要留出額外的空間用于封裝，導致封裝工藝復雜，且氣體傳感器體積大。

技術實現思路

1、基于此，有必要提供一種氣體傳感器的制備方法。本發明的氣體傳感器的制備方法封裝工藝簡單，制備得到的氣體傳感器體積小。

2、本申請一實施例提供了一種氣體傳感器的制備方法。

3、一種氣體傳感器的制備方法，包括如下步驟：

4、制備器件層：獲取第一襯底；在所述第一襯底上制備若干加熱層以及分別與加熱層一一連接的若干電極；在所述第一襯底上制備覆蓋所述加熱層與所述電極的覆蓋層；基于所述覆蓋層制備若干釋放槽，其中部分所述釋放槽漏出所述電極，部分所述釋放槽延伸至所述第一襯底；以及，通過部分所述釋放槽蝕刻所述第一襯底預定深度形成若干獨立的釋放空間，各個所述釋放空間分布對應有多個所述加熱層；

5、獲取含有氧化層的蓋板層；

6、將所述器件層具有所述覆蓋層的一側與所述蓋板層具有所述氧化層的一側鍵合；

7、以及，對所述蓋板層進行開槽處理得到測量通道，所述測量通道延伸至部分所述釋放空間，所述蓋板層與部分所述釋放空間之間形成參考通道。

8、在其中一些實施例中，所述測量通道同時延伸至其中一個所述釋放空間以及含有部分所述加熱層，以實現所述測量通道漏出部分所述加熱層以及所述電極。

9、在其中一些實施例中，還包括如下步驟：獲取第一襯底后，在所述第一襯底上制備支撐層，在所述支撐層上制備加熱層以及電極；在所述支撐層上制備所述覆蓋層。

10、在其中一些實施例中，所述支撐層包括氧化硅、氮化硅中的一種或兩種。

11、在其中一些實施例中，在所述第一襯底上制備支撐層時，采用lpcvd、pecvd以及teos工藝中的一種或幾種。

12、在其中一些實施例中，所述支撐層的厚度為200nm~2μm。

13、在其中一些實施例中，所述第一襯底包括硅片。

14、在其中一些實施例中，所述加熱層的制備材料包括w、pt、au、摻雜多晶硅中的一種或幾種。

15、在其中一些實施例中，所述電極的制備材料包括pt、au、al中的一種或幾種。

16、在其中一些實施例中，所述加熱層的厚度為200nm~2μm。

17、在其中一些實施例中，所述電極的厚度為200nm~2μm。

18、在其中一些實施例中，所述覆蓋層包括氧化硅、氮化硅中的一種或兩種。

19、在其中一些實施例中，制備所述覆蓋層時，采用lpcvd、pecvd以及teos工藝中的一種或幾種。

20、在其中一些實施例中，所述覆蓋層的厚度為200nm~2μm。

21、在其中一些實施例中，通過部分所述釋放槽蝕刻所述第一襯底預定深度為5μm~100μm。

22、在其中一些實施例中，獲取含有氧化層的蓋板層時，包括如下步驟：

23、獲取第二襯底；

24、在所述第二襯底上制備第一掩膜層；

25、對所述第一掩膜層圖形化處理；

26、基于圖形化的所述第一掩膜層對所述第二襯底進行開槽處理，得到若干個分別與所述釋放槽對應的槽體；

27、以及，對開槽處理后的所述第二襯底制備氧化層。

28、在其中一些實施例中，所述第一掩膜層包括氧化層、氮化層或者光刻膠。

29、在其中一些實施例中，制備所述第一掩膜層時，采用lpcvd、pecvd以及teos工藝中的一種或幾種。

30、在其中一些實施例中，所述第一掩膜層的厚度為200nm~2μm。

31、在其中一些實施例中，對所述第一掩膜層圖形化處理時，采用激光蝕刻、光刻蝕刻方法中的一種或兩種。

32、在其中一些實施例中，對所述第二襯底進行開槽處理時，所述開槽的深度為5μm~100μm。

33、在其中一些實施例中，制備氧化層時，采用lpcvd、pecvd以及teos工藝中的一種或幾種。

34、在其中一些實施例中，所述氧化層的厚度為1μm~5μm。

35、在其中一些實施例中，將所述器件層與所述蓋板層鍵合之后，還包括所述器件層與所述蓋板層減薄的步驟。

36、在其中一些實施例中，減薄后所述器件層與所述蓋板層的整體厚度為50μm~200μm。

37、在其中一些實施例中，對所述蓋板層進行開槽處理得到測量通道時，包括如下步驟：

38、對鍵合后的所述蓋板層上制備第二掩膜層；

39、對部分所述第二掩膜層以及所述蓋板層進行開槽處理得到測量通道，所述測量通道延伸至所述覆蓋層。

40、在其中一些實施例中，所述第二掩膜層包括氧化層、氮化層或者光刻膠。

41、在其中一些實施例中，制備所述第二掩膜層時，采用lpcvd、pecvd以及teos工藝中的一種或幾種。

42、在其中一些實施例中，所述第二掩膜層的厚度為200nm~2μm。

43、本申請一實施例還提供了一種氣體傳感器。

44、一種氣體傳感器，采用上述任意一種的制備方法制備得到。

45、在其中一些實施例中，所述氣體傳感器包括第一襯底、支撐層、若干個加熱層、若干個電極、覆蓋層、蓋板層，所述第一襯底上設置有多個釋放槽，所述第一襯底上設置有支撐層，若干個所述加熱層、若干個所述電極分布于所述支撐層，各個所述釋放槽內分別對應有若干所述加熱層，所述覆蓋層覆蓋于所述第一襯底并將其中一個所述釋放槽封裝形成參考通道，所述蓋板層上具有與其中一個所述釋放槽對應的測量通道，所述電極漏出于所述測量通道。

46、上述氣體傳感器的制備方法，通過鍵合實現器件層與蓋板層的晶圓級封裝，封裝工藝精細，在制備過程中通過蓋板層直接將參考通道進行封裝，通過對部分所述第二掩膜層以及所述蓋板層進行開槽處理得到測量通道，如此加工工藝可以減小氣體傳感器的體積，減少封裝復雜度，減少制備成本。

技術特征：

1.一種氣體傳感器的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據權利要求1所述的氣體傳感器的制備方法，其特征在于，還包括如下步驟：獲取第一襯底后，在所述第一襯底上制備支撐層，在所述支撐層上制備所述加熱層以及所述電極；在所述支撐層上制備所述覆蓋層。

3.根據權利要求2所述的氣體傳感器的制備方法，其特征在于，所述支撐層包括氧化硅、氮化硅中的一種或兩種；

4.根據權利要求1所述的氣體傳感器的制備方法，其特征在于，所述第一襯底包括硅片；

5.根據權利要求1所述的氣體傳感器的制備方法，其特征在于，所述覆蓋層包括氧化硅、氮化硅中的一種或兩種；

6.根據權利要求1~5任意一項所述的氣體傳感器的制備方法，其特征在于，獲取含有氧化層的蓋板層時，包括如下步驟：

7.根據權利要求6所述的氣體傳感器的制備方法，其特征在于，所述第一掩膜層包括氧化層、氮化層或者光刻膠；

8.根據權利要求6所述的氣體傳感器的制備方法，其特征在于，對所述第一掩膜層圖形化處理時，采用激光蝕刻、光刻蝕刻方法中的一種或兩種；

9.根據權利要求1~5、7~8任意一項所述的氣體傳感器的制備方法，其特征在于，將所述器件層與所述蓋板層鍵合之后，還包括所述器件層與所述蓋板層減薄的步驟；

10.一種氣體傳感器，其特征在于，采用權利要求1~9任意一項所述的制備方法制備得到，所述氣體傳感器包括第一襯底、支撐層、若干個加熱層、若干個電極、覆蓋層、蓋板層，所述第一襯底上設置有多個釋放槽，所述第一襯底上設置有支撐層，若干個所述加熱層、若干個所述電極分布于所述支撐層，各個所述釋放槽內分別對應有若干所述加熱層，所述覆蓋層覆蓋于所述第一襯底并將其中一個所述釋放槽封裝形成參考通道，所述蓋板層上具有與其中一個所述釋放槽對應的測量通道，所述電極漏出于所述測量通道。

技術總結
本發明公開了一種氣體傳感器及其制備方法，包括如下步驟：在第一襯底上制備若干加熱層以及與加熱層一一連接的若干電極；制備覆蓋加熱層與電極的覆蓋層；基于覆蓋層制備若干釋放槽；通過部分釋放槽蝕刻第一襯底預定深度；獲得具有氧化層的蓋板層；將器件層具有覆蓋層的一側與蓋板層具有氧化層的一側鍵合；對蓋板層進行開槽處理得到測量通道，測量通道延伸至含有部分加熱層的覆蓋層以及電極，蓋板層與釋放槽之間的部分加熱層形成參考通道。本申請減小氣體傳感器的體積，減少封裝復雜度，減少制備成本。

技術研發人員：丁伊央,倪梁,楊力建
受保護的技術使用者：深圳市匯投智控科技有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24