[实用新型]一种基于单个加热元件的甲烷传感器

权利要求书

1.一种基于单个加热元件的甲烷传感器，其特征在于：它包括加热元件（101）、测量元件（102）与环境温度测量元件（103）；所述环境温度测量元件（103）设在支座（100）上；

所述加热元件（101）由两个固定端（1001）、两个并排设置的支撑臂A（1012）与加热器（1011）构成，两个支撑臂A（1012）的两端分别与固定端（1001）和加热器（1011）相连接，形成二端子器件；所述每个支撑臂A（1012）的长度至少300um；所述测量元件（102）由两个固定端（1001）、测量构件（1021）和两个支撑臂B（1022）构成，两个支撑臂B（1022）分别与测量构件（1021）的两端相连接，两个支撑臂B（1022）的另一端分别与两个固定端（1001）相连，构成二端子器件；所述每个支撑臂B（1022）的长度至少100um；所述加热元件（101）的固定端（1001）与测量元件（102）的固定端（1001）相互独立的设在支座（100）上，其余部分悬置在空气中；加热元件（101）和测量元件（102）在结构上都为悬臂梁结构；所述加热元件（101）的加热器（1011）与测量元件（102）的测量构件（1021）不接触，相距2um至200um；

所述支座（101）包括衬底（11）与设在衬底（11）上的隔离氧化硅层（12），及设在隔离氧化硅（12）上的顶层单晶硅层（13）；加热元件（101）、测量元件（102）与环境温度测量元件（103）采用设在隔离氧化硅（12）上的顶层单晶硅层（13）加工形成，加热元件（101）、测量元件（102）与环境温度测量元件（103）的硅结构分别都与隔离氧化硅（12）上的其它的顶层单晶硅层（13）隔离不相连接；所述衬底（11）为硅或其它可采用MEMS工艺加工的材料；所述设在支座（100）上的环境温度测量元件（103）包括两个电极引出端（1031）、及测量电阻（1032）；

加热元件（101）与测量元件（102）的固定端（1001）及环境温度测量元件（103）的电极引出端（1031）由顶层单晶硅层（13）加工形成，在顶层单晶硅层（13）外有氧化硅层（23），在氧化硅层（23）上设有电引出焊盘金属（22）；所述固定端（1001）与电极引出端（1031）的顶层单晶硅层（13）内设有掺杂硅层（24）；所述电引出焊盘金属（22）通过氧化硅层（23）的窗口与固定端（1001）的掺杂硅层（24）相接触构成欧姆接触；

所述加热元件（101）的伸出在空气中的支撑臂A（1012）与加热器（1011）以及测量元件（102）的伸出在空气中的测量构件（1021）、支撑臂B（1022）的外表面设有钝化保护层（14）；所述环境温度测量元件（103）的测量硅电阻（1031）的外表面同样设有钝化保护层（14）；所述钝化保护层（14）为氧化硅，或氧化铪，或氧化硅/氧化铝复合层，或氧化铪/氧化铝复合层，或氧化铪/氮化硅复合层，或氧化铝/氮化硅复合层，或氧化硅/氮化硅复合层，或氧化硅、氧化铪、氧化铝、氮化硅几种材料组合形成的复合层；其中氧化硅的厚度至少10nm，氧化铪的厚度至少为5um，氧化铝厚度至少6nm，氮化硅厚度至少10nm，整个钝化保护层的厚度不超过1um。