[发明专利]电化学传感器

权利要求书

1.一种用于感测目标物质的电化学传感器，包括：

电化学单元，包含：

电解质基体，其中所述基体贮藏电解质；

工作电极，在第一位置处耦接至电解质基体；

反电极，在第二位置处耦接至电解质基体；

包括稳压器的电子电路，耦接至工作电极和反电极，并且能够响应于在工作电极和反电极之间响应于目标物质的存在而流动的电流产生输出信号，

其中所述目标物质是气体，

其中所述电化学单元和稳压器共同集成在衬底中；以及

其中所述衬底位于稳压器的第一侧上，而所述电化学单元位于与稳压器电路的第一侧相对的一侧上。

2.根据权利要求1所述的传感器，其中所述电解质基体是由固态电解质和全氟磺酸构成的组中之一。

3.根据权利要求1所述的传感器，其中：

所述电解质基体是浸渍有液体电解质的多孔层；以及

所述多孔层包括由以下物质构成的组中的至少之一：多孔无机材料、二氧化硅、氧化铝、多孔有机材料、聚合物、具有孔洞的非多孔无机材料、纤维衬底以及玻璃纤维网络。

4.根据权利要求1所述的传感器，其中所述电解质基体保持电极与电解质相接触，而无论电化学传感器的物理朝向。

5.根据权利要求1所述的传感器，其中所述稳压器耦接至工作电极和反电极。

6.根据权利要求1所述的传感器，其中所述工作电极位于目标物质和电解质基体的第一侧之间，以及所述反电极位于基底和与电解质基体的与第一侧相对的一侧之间。

7.根据权利要求1所述的传感器，其中所述工作电极和反电极位于目标物质和电解质基体的第一侧之间。

8.根据权利要求1所述的传感器，其中所述目标物质在接触反电极之前接触工作电极。

9.根据权利要求1所述的传感器，其中所述衬底包括由以下物质构成的组中的至少之一：硅、二氧化硅、氮化物层、玻璃、聚合物、防水化合物、耐化学化合物。

10.根据权利要求1所述的传感器，还包括：

封装，密封电子电路并具有开口；

其中所述开口位于电化学单元上方；以及

其中所述封装包括第二开口，位于电子电路内的环境传感器上方。

11.根据权利要求1所述的传感器，还包括过滤器，所述过滤器邻近所述开口并阻挡一个或更多个非目标物质。

12.根据权利要求1所述的传感器，还包括电解质储液器，所述电解质储液器邻近所述电解质基体并向电解质基体中补充电解质。

13.根据权利要求1所述的传感器，其中使用CMOS工艺来制造所述电化学单元和稳压器。

14.一种用于感测目标物质的电化学传感器，包括：

电化学单元，包含第一和第二电解质基体，所述第一和第二电解质基体具有多孔结构，其中所述多孔结构贮藏电解质；

中间电极，耦接在第一和第二电解质基体之间；

底部电极，耦接至第一电解质基体的与中间电极相对的一侧；

顶部电极，耦接至第二电解质基体的与中间电极相对的一侧；

包括稳压器的电子电路，耦接至顶部电极、中间电极和底部电极，并且能够响应于在任意两个电极之间响应于目标物质的存在而流动的电流产生输出信号，

其中所述目标物质是气体，

其中所述电化学单元和稳压器共同集成在衬底中；以及

其中所述衬底位于稳压器的第一侧上，而所述电化学单元位于与稳压器电路的第一侧相对的一侧上。

15.根据权利要求14所述的传感器，

其中所述顶部电极是工作电极，所述中间电极是反电极，以及所述 底部电极是参考电极；以及

其中所述稳压器耦接至工作电极、反电极和参考电极。

16.一种用于制造用于感测目标物质的电化学传感器的方法，包括：

制作具有多孔结构的电解质基体；

在第一位置处将工作电极与所述电解质基体相耦接；

在第二位置处将反电极与电解质基体相耦接；

向所述多孔结构添加电解质；以及

将电子电路与工作电极和反电极相耦接，其中所述电子电路包括稳压器并且能够响应于在工作电极和反电极之间响应于目标物质的存在而流动的电流产生输出信号，

其中所述目标物质是气体，

其中所述电化学传感器包括电化学单元，所述电化学单元包括电解质基体、工作电极和反电极，

其中所述电化学单元和稳压器共同集成在衬底中，以及

其中所述衬底位于稳压器的第一侧上，而所述电化学单元位于与稳压器电路的第一侧相对的一侧上。