[发明专利]一种多模式工作MEMS气体传感器及其工作方法

权利要求书

1.一种多模式工作MEMS气体传感器，其特征在于，包括：

衬底（1）；

设置在所述衬底（1）上的第一绝缘支撑层（2）；

设置在所述第一绝缘支撑层（2）上的加热电阻层（3）；

设置在所述加热电阻层（3）上的第二绝缘支撑层（4）；

设置在所述第二绝缘支撑层（4）上的敏感电极层（5）；

设置在所述敏感电极层（5）上的半导体气敏材料层（6），所述敏感电极层（5）电连接所述半导体气敏材料层（6）；

以及设置在所述第一绝缘支撑层（2）的悬膜下的燃烧催化材料层（7）。

2.根据权利要求1所述的多模式工作MEMS气体传感器，其特征在于，所述加热电阻层（3）包括：

至少一根加热电阻丝，其设置在所述第一绝缘支撑层（2）和所述第二绝缘支撑层（4）之间，其布置的路径经过所述半导体气敏材料层（6）和燃烧催化材料层（7）在所述第一绝缘支撑层（2）上的投影区域；

以及至少一个第一焊接部，所述加热电阻丝的两端分别电连接所述第一焊接部，所述第一焊接部用于电连接加热电阻的工作及温度感测电路。

3.根据权利要求2所述的多模式工作MEMS气体传感器，其特征在于：

所述加热电阻丝和所述第一焊接部的数量均为两个，两个所述加热电阻丝和两个所述第一焊接部以所述第二绝缘支撑层（4）的中心进行中心对称设置；

所述加热电阻丝为Pt或Pt合金。

4.根据权利要求1所述的多模式工作MEMS气体传感器，其特征在于，所述敏感电极层（5）包括：

固定在所述第二绝缘支撑层（4）上第一敏感电极（501）和第二敏感电极（502）；

两个第二焊接部，所述第一敏感电极（501）和所述第二敏感电极（502）分别电连接一个所述的第二焊接部，两个所述的第二焊接部分别用于电连接敏感电阻感测电路。

5.根据权利要求4所述的多模式工作MEMS气体传感器，其特征在于：

所述第一敏感电极（501）和所述第二敏感电极（502）构成叉指电极；

所述第一敏感电极（501）的材料和所述第二敏感电极（502）的材料分别为贵金属材料；

两个所述第二焊接部以所述第二绝缘支撑层（4）的中心进行中心对称设置。

6.根据权利要求1所述的多模式工作MEMS气体传感器，其特征在于：

所述半导体气敏材料层（6）的材料为掺杂或未掺杂的SnO₂、WO₃或In₂O₃；

所述半导体气敏材料层（6）在所述第二绝缘支撑层（4）上的投影位于其中心区域。

7.根据权利要求1所述的多模式工作MEMS气体传感器，其特征在于：

所述燃烧催化材料层（7）的材料选自为贵金属Pd、Pt、Au中一种或多种掺杂的Si₃N₄、SiO₂或Al₂O₃材料；

所述燃烧催化材料层（7）在所述第一绝缘支撑层（2）上的投影位于其中心区域。

8.根据权利要求1至7任一所述的多模式工作MEMS气体传感器，其特征在于：

所述半导体气敏材料层（6）和所述燃烧催化材料层（7）相对设置；

所述气体传感器还设置有绕所述燃烧催化材料层（7）和所述半导体气敏材料层（6）的周向设置的贯穿各层的悬膜通孔（8）。