功能區(qū)為網(wǎng)格狀的半導(dǎo)體氣體傳感器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型揭示了一種功能區(qū)為網(wǎng)格狀的半導(dǎo)體氣體傳感器，包括基底；設(shè)置在基底上的信號(hào)感測(cè)電極，信號(hào)感測(cè)電極包括彼此分離的第一導(dǎo)電電極、第二導(dǎo)電電極以及電性連接第一導(dǎo)電電極和第二導(dǎo)電電極的功能層，基底上位于第一導(dǎo)電電極和第二導(dǎo)電電極之間的至少部分區(qū)域設(shè)置有蜂窩結(jié)構(gòu)，蜂窩結(jié)構(gòu)上設(shè)置有功能層；設(shè)置在基底上的加熱電極，加熱電極與信號(hào)感測(cè)電極彼此絕緣。通過(guò)在基底上設(shè)置功能層的區(qū)域布設(shè)蜂窩結(jié)構(gòu)，利用蜂窩結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特性，使得單位面積的基底上可以附著更多的氣敏材料，且保證了待檢測(cè)氣體與氣敏材料的充分接觸，提升了傳感器的使用壽命。
【專利說(shuō)明】功能區(qū)為網(wǎng)格狀的半導(dǎo)體氣體傳感器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電子器件制造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種功能區(qū)為網(wǎng)格狀的半導(dǎo)體氣體傳感器。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)的快速發(fā)展，環(huán)境的污染問題也越來(lái)越嚴(yán)重，例如，汽車尾氣中的CO、NOx、SOx等有害氣體，室內(nèi)裝修中存在的甲醛、甲苯等，煤礦中泄漏的甲烷氣體，化工生產(chǎn)中產(chǎn)生的易燃、易爆、毒害性氣體等，這些有毒氣體對(duì)人們的身體健康造成了嚴(yán)重的威脅。為了確保人身安全和防患于未然，人們研制了各種檢測(cè)方法和檢測(cè)儀器，其中，氣體傳感器在家居生活、排放監(jiān)測(cè)、航空、醫(yī)療、衛(wèi)生等領(lǐng)域發(fā)揮著重大的作用。
[0003]目前氣體傳感器種類繁多，應(yīng)用范圍廣泛，大致可分為半導(dǎo)體式、電化學(xué)式、接觸燃燒式、固體電解質(zhì)式和紅外線式等。其中半導(dǎo)體傳感器因?yàn)闄z測(cè)靈敏度高、響應(yīng)恢復(fù)時(shí)間短、元件尺寸微小、壽命長(zhǎng)、價(jià)格低廉而越來(lái)越受到人們的重視。尤其是近年來(lái)隨著微機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體氣體傳感器更是向著集成化、智能化方向發(fā)展。
[0004]現(xiàn)有的半導(dǎo)體傳感器主要是通過(guò)氣敏材料與待測(cè)氣體接觸來(lái)完成檢測(cè)，為了保證檢測(cè)效果，需要?dú)饷舨牧系奈⒂^結(jié)構(gòu)間有能讓待檢測(cè)氣體通過(guò)的空隙，而這樣的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致氣敏材料不能有較多的添加量，避免這些空隙被過(guò)度填塞，影響待氣體的檢測(cè)；但是，若氣敏材料添加過(guò)少，在長(zhǎng)時(shí)間的使用過(guò)程中，由于氣敏材料的氧化或者脫落，會(huì)降低傳感器的性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種功能區(qū)為網(wǎng)格狀的半導(dǎo)體氣體傳感器，其響應(yīng)速率快，且具有較佳的檢測(cè)效果。
[0006]為解決上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型提供一種功能區(qū)為網(wǎng)格狀的半導(dǎo)體氣體傳感器，包括:
[0007]基底；
[0008]設(shè)置在所述基底上的信號(hào)感測(cè)電極，所述信號(hào)感測(cè)電極包括彼此分離的第一導(dǎo)電電極、第二導(dǎo)電電極以及電性連接所述第一導(dǎo)電電極和第二導(dǎo)電電極的功能層，所述基底上位于所述第一導(dǎo)電電極和第二導(dǎo)電電極之間的至少部分區(qū)域設(shè)置有蜂窩結(jié)構(gòu)，所述蜂窩結(jié)構(gòu)上設(shè)置有所述功能層；
[0009]設(shè)置在所述基底上的加熱電極，所述加熱電極與所述信號(hào)感測(cè)電極彼此絕緣。
[0010]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述蜂窩結(jié)構(gòu)包括至少兩層錯(cuò)位疊加的蜂窩層。
[0011]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述蜂窩層呈包括若干元胞的網(wǎng)格狀，所述網(wǎng)格具有選自四邊形、五邊形、六邊形、五角星形中的幾何形狀。
[0012]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn),所述元胞具有元胞壁,所述元胞壁上具有通氣口。
[0013]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述蜂窩結(jié)構(gòu)由導(dǎo)電材料制得，所述蜂窩結(jié)構(gòu)包括與所述第一導(dǎo)電電極連接的第一次電極以及與所述第二導(dǎo)電電極連接的第二次電極。
[0014]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述蜂窩結(jié)構(gòu)被如此設(shè)置以使其中的若干元胞的元胞壁至少分別形成一條與第一導(dǎo)電電極和第二導(dǎo)電電極連通的導(dǎo)電通路。
[0015]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一次電極和所述第二次電極對(duì)稱設(shè)置。
[0016]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述蜂窩結(jié)構(gòu)由絕緣材料制得。
[0017]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述蜂窩結(jié)構(gòu)通過(guò)印刷或者打印的方式制作于所述基底上。
[0018]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述加熱電極環(huán)繞所述信號(hào)感測(cè)電極設(shè)置。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的功能區(qū)為網(wǎng)格狀的半導(dǎo)體氣體傳感器通過(guò)在基底上設(shè)置功能層的區(qū)域布設(shè)蜂窩結(jié)構(gòu)，利用蜂窩結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特性，使得單位面積的基底上可以附著更多的氣敏材料，且保證了待檢測(cè)氣體與氣敏材料的充分接觸，提升了傳感器的使用壽命；同時(shí)，進(jìn)一步地采用導(dǎo)電材料制作蜂窩結(jié)構(gòu)，并將蜂窩結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上變?yōu)榈谝粚?dǎo)電電極和第二導(dǎo)電電極的延伸部分，使得信號(hào)感測(cè)電極與氣敏材料之間的接觸面積增大，且減小了信號(hào)感測(cè)電極的電阻，有利于提升傳感器的響應(yīng)速率。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本實(shí)用新型半導(dǎo)體氣體傳感器一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是本實(shí)用新型半導(dǎo)體氣體傳感器中蜂窩結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3是本實(shí)用新型半導(dǎo)體氣體傳感器中構(gòu)成蜂窩結(jié)構(gòu)的元胞的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4是本實(shí)用新型半導(dǎo)體氣體傳感器中蜂窩結(jié)構(gòu)的俯視圖；
[0024]圖5是本實(shí)用新型半導(dǎo)體氣體傳感器又一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖6是現(xiàn)有的叉齒電極的示意圖；
[0026]圖7是本實(shí)用新型半導(dǎo)體氣體傳感器導(dǎo)電電極的示意圖；
[0027]圖8是本實(shí)用新型半導(dǎo)體氣體傳感器一實(shí)施方式中加熱電極的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖9是鋸齒波狀加熱電極的形狀示意圖；
[0029]圖10是三角波狀加熱電極的形狀示意圖；
[0030]圖11和圖12是正弦波狀加熱電極的形狀示意圖；
[0031]圖13是本實(shí)用新型半導(dǎo)體氣體傳感器又一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖14是本實(shí)用新型半導(dǎo)體氣體傳感器又一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0033]以下將結(jié)合附圖所示的【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。但這些實(shí)施方式并不限制本實(shí)用新型，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實(shí)施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0034]應(yīng)當(dāng)理解的是盡管術(shù)語(yǔ)第一、第二等在本文中可以被用于描述各種元件或結(jié)構(gòu)，但是這些被描述對(duì)象不應(yīng)受到這些術(shù)語(yǔ)的限制。這些術(shù)語(yǔ)僅用于將這些描述對(duì)象彼此區(qū)分開。例如，第一導(dǎo)電電極可以被稱為第二導(dǎo)電電極，并且類似地第二導(dǎo)電電極也可以被稱為第一導(dǎo)電電極，這并不背離本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0035]同時(shí)，在不同的實(shí)施方式/實(shí)施例中可能會(huì)使用到相同的標(biāo)號(hào)或標(biāo)記，但這并不代表結(jié)構(gòu)或者功能上的聯(lián)系，而僅僅是為了描述的清楚簡(jiǎn)便。
[0036]參圖1，介紹本實(shí)用新型功能區(qū)為網(wǎng)格狀的半導(dǎo)體氣體傳感器的【具體實(shí)施方式】。在本實(shí)施方式中，該半導(dǎo)體氣體傳感器100包括基底40、信號(hào)感測(cè)電極10、以及加熱電極20。
[0037]信號(hào)感測(cè)電極10和加熱電極20設(shè)置在基底40上。這里，需要說(shuō)明的是，基底40通常具有兩相背的具有較大表面積的表面用于進(jìn)行電路布局，而在基底40厚度方向上的側(cè)壁由于限定了較小的面積，故通常被認(rèn)為不適合電路元件的設(shè)置，故若非特殊說(shuō)明，本實(shí)施方式中所提到的“設(shè)置在基底上”應(yīng)當(dāng)被理解為上述的較大表面，而非基底40的側(cè)壁面。
[0038]信號(hào)感測(cè)電極10和加熱電極20可以是設(shè)置于基底40上的相同表面或相背的表面，相對(duì)而言，若將信號(hào)感測(cè)電極10和加熱電極20分別制作在基底40的兩個(gè)相背表面，則需求加熱電極20具有更高的加熱功率，不必要地增加了傳感器100的功耗，故本實(shí)施方式中更優(yōu)選地將信號(hào)感測(cè)電極10和加熱電極20制作于基底40上的同一表面。
[0039]基底40可以是選自表面氧化的硅片、玻璃片、石英片、氧化鋁陶瓷片、氮化鋁陶瓷片、氧化鋯陶瓷片、聚酰亞胺薄膜中的一種，基底40的厚度為lOOunTlOOOum。
[0040]加熱電極20的材質(zhì)選自金、銀、鉬、銅、鎢、鉬金合金、銀鈀合金、鎳鉻合金、鑰錳合金、氮化鈦、氧化釕中的一種。
[0041]信號(hào)感測(cè)電極10包括第一導(dǎo)電電極11、第二導(dǎo)電電極12以及電性連接第一導(dǎo)電電極11和第二導(dǎo)電電極12的功能層(圖中未示出)。第一導(dǎo)電電極11、第二導(dǎo)電電極12的材質(zhì)可以采用金屬，例如Pt、Au、Ag、Cu、Al、N1、W中的一種制得，又或者是采用合金薄膜，例如Ni/Cr、Mo/Mn、Cu/Zn、Ag/Pd、Pt/Au、Fe/Co中的一種制得。一個(gè)半導(dǎo)體氣體傳感器100中至少包括兩個(gè)信號(hào)感測(cè)電極，依據(jù)傳感器種類的不同，可以設(shè)置有需求個(gè)數(shù)的信號(hào)感測(cè)電極。
[0042]根據(jù)功能層材料選用的差異，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)針對(duì)性氣體的有效檢測(cè)，一實(shí)施例中，例如采用氧化鎳功能化碳納米管，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)甲醛氣體的良好檢測(cè)。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所知，碳納米管分為多壁碳納米管和單壁碳納米管，多壁碳納米管為具有金屬性質(zhì)的碳納米管，單壁碳納米管分為具有半導(dǎo)體性質(zhì)的碳納米管和具有金屬性質(zhì)的碳納米管。而采用單壁碳納米管材料制得本實(shí)用新型的納米金屬氧化物功能化碳納米管對(duì)于特別如甲醛氣體具有很好的響應(yīng)，利用此種納米金屬氧化物功能化的碳納米管材料制得的氣體傳感器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)甲醛氣體的高靈敏度檢測(cè)，選擇性好，且功耗較低。
[0043]配合參照?qǐng)D2和圖3，基底40上位于第一導(dǎo)電電極11和第二導(dǎo)電電極12之間的至少部分區(qū)域設(shè)置有蜂窩結(jié)構(gòu)30，該蜂窩結(jié)構(gòu)30上設(shè)置有上述的功能層。蜂窩結(jié)構(gòu)30通常呈由一個(gè)元胞3011按蜂窩狀延伸態(tài)構(gòu)成，這里所說(shuō)的蜂窩結(jié)構(gòu)30可以是單層的或者由多層疊加而成。也即，蜂窩結(jié)構(gòu)30可以包括若干疊加的蜂窩層301、302，而對(duì)于單層蜂窩層301、302，其通常呈包括若干元胞3011的網(wǎng)格狀。這里，還需要說(shuō)明的是，在每層的蜂窩層301、302中，相鄰的元胞之間，可以是如圖2所示的每個(gè)元胞構(gòu)建有獨(dú)立的元胞壁，也可以是如圖4所示的相鄰的元胞共用元胞壁，這兩種方式可以是擇一或者共同存在于本實(shí)用新型的蜂窩結(jié)構(gòu)30中；一優(yōu)選的實(shí)施例中，蜂窩結(jié)構(gòu)20中的若干元胞3011之間以圖4所示的方式彼此聯(lián)接。
[0044]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，蜂窩結(jié)構(gòu)是布置用于形成單位元胞的邊或者面的構(gòu)件。(參見，例如 L.J.Gibson 和 M.F.Ashby 的《Cellular Solids: Structure andProperties (蜂窩狀固體:結(jié)構(gòu)和特性)》(第2版，1997，劍橋大學(xué)出版社，英國(guó)劍橋)或者H.N.G.Wadley 的“Multifunct1ns Per1dic Cellular Metals (多功能周期性蜂窩狀金屬)，，(Philosophical Transact1ns of the Royal Society A, Vol.206，pp.31-68，2006)，在此以提及的方式對(duì)本實(shí)施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步的解釋)。
[0045]由于基底40上設(shè)置了蜂窩結(jié)構(gòu)30，在制作功能層時(shí)，其中氣敏材料的微粒會(huì)分散吸附到蜂窩結(jié)構(gòu)30中元胞3011的元胞壁3012 (包括內(nèi)外側(cè)壁)上，而蜂窩結(jié)構(gòu)30又保證了待檢測(cè)氣體可以更為容易地進(jìn)入其中的元胞3011中，并與氣敏材料充分接觸。
[0046]配合參照?qǐng)D4，在一些實(shí)施方式中，蜂窩結(jié)構(gòu)30由絕緣材料制得，并且，蜂窩結(jié)構(gòu)30中所有元胞3011的元胞壁3012上都具有通氣口 3013，用于供待檢測(cè)氣體的流通。優(yōu)選地，該通氣口 3013可以是通過(guò)在元胞壁上設(shè)置的斷開部所定義。
[0047]參圖5，作為一優(yōu)選的實(shí)施方式，本實(shí)施方式中，蜂窩結(jié)構(gòu)30由導(dǎo)電材料制得，并且，蜂窩結(jié)構(gòu)30分為與第一導(dǎo)電電極11連接的第一次電極31以及與第二導(dǎo)電電極12連接的第二次電極32，此時(shí)，該蜂窩結(jié)構(gòu)的第一次電極31和第二次電極32實(shí)質(zhì)上分別形成為第一導(dǎo)電電極11和第二導(dǎo)電電極12的一延伸部分。
[0048]配合參照?qǐng)D6和圖7，傳感器的響應(yīng)速率與導(dǎo)電電極的電阻密切相關(guān)，通常來(lái)說(shuō)，導(dǎo)電電極的電阻越小，則相應(yīng)的傳感器的響應(yīng)速率越快?，F(xiàn)有的半導(dǎo)體氣體傳感器中，導(dǎo)電電極大多設(shè)計(jì)為叉齒電極，而對(duì)應(yīng)到本實(shí)施例中，蜂窩結(jié)構(gòu)的第一次電極31和第二次電極32實(shí)質(zhì)上等同于叉齒電極中的叉齒部分(圖6中虛線框內(nèi)的區(qū)域)，根據(jù)材料電阻的計(jì)算公式:
[0049]R= P L/s ；
[0050]其中，L為材料的長(zhǎng)度，s為材料的橫截面積，P為材料的電阻率；可知:
[0051]材料電阻的大小與材料的橫截面積s呈反比，即在材料的種類(即P )和長(zhǎng)度L不變時(shí)，材料的橫截面積越大，則材料的電阻越小。從對(duì)比中可以看出，在同樣的基底上的區(qū)域A內(nèi)，由于蜂窩結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，與第一導(dǎo)電電極連接的第一次電極31以及與第二導(dǎo)電電極連接的第二次電極32相對(duì)于叉齒電極的叉齒部分的橫截面積更大，進(jìn)而可以有效地減小其電阻，提升氣體傳感器的響應(yīng)速率。
[0052]在本實(shí)施方式中，蜂窩結(jié)構(gòu)30被如此設(shè)置以使其中的若干元胞3011的元胞壁3012至少分別形成一條與第一導(dǎo)電電極11和第二導(dǎo)電電極12連通的導(dǎo)電通路。這樣的好處是，可以有效地穩(wěn)定電阻，保證傳感器工作的高效穩(wěn)定。
[0053]配合參照?qǐng)D8，加熱電極20被設(shè)置為環(huán)繞信號(hào)感測(cè)電極10，兩者之間彼此絕緣，這樣構(gòu)造的加熱電極20可以提供均勻的熱場(chǎng)，以對(duì)信號(hào)感測(cè)電極10產(chǎn)生更好的加熱效果。本實(shí)施方式中，這種環(huán)繞為“非封閉”式的，以便信號(hào)感測(cè)電極10與外部電路的電性連接。
[0054]加熱電極20包括主加熱部21以及與主加熱部21連接的次加熱部22，主加熱部21包括對(duì)稱設(shè)置的第一主加熱段211和第二主加熱段212，信號(hào)感測(cè)電極10位于第一主加熱段211和第二主加熱段212之間。主加熱部21在位置上相對(duì)于次加熱部22更加鄰近信號(hào)感測(cè)電極10，應(yīng)當(dāng)理解的是，所說(shuō)的“主加熱部”、“次加熱部”僅僅是為了申請(qǐng)描述的方便而定義，并非代表其在制作加工工藝或結(jié)構(gòu)上存在根本上的區(qū)分關(guān)系。
[0055]在主加熱部21中，第一主加熱段211和第二主加熱段212產(chǎn)生的熱場(chǎng)溫差小于100°C，進(jìn)一步地，該熱場(chǎng)溫差控制為小于50°C，以保證半導(dǎo)體氣體傳感器100對(duì)目標(biāo)氣體檢測(cè)的靈敏可靠。當(dāng)然，在最理想的替換實(shí)施方式中，第一主加熱段211和第二主加熱段212的電阻值相等，以保證第一主加熱段211和第二主加熱段212產(chǎn)生的熱場(chǎng)溫度相同。
[0056]第一主加熱段211與其相鄰的第一導(dǎo)電電極11之間的距離等于第二主加熱段212與其相鄰的導(dǎo)電電極12之間的距離以保證導(dǎo)電電極的受熱均勻，次加熱部22包括分別與第一主加熱段211和第二主加熱段212連接的第一次加熱段221和第二次加熱段222，且該第一次加熱段221和第二次加熱段222的電阻值也優(yōu)選地為相等。
[0057]在俯視的方向上，第一次加熱段221和第二次加熱段222所構(gòu)成的圖案全等，同時(shí)，更加優(yōu)選地，該第一次加熱段221和第二次加熱段222彼此對(duì)稱設(shè)置。
[0058]在滿足上述對(duì)加熱電極20中全部或部分特征的限定下，可以設(shè)計(jì)有多種的具體的加熱電極的形狀，而并非受附圖所示方波形加熱電極的限制，示例性地，加熱電極可以被設(shè)計(jì)為如圖9所示的鋸齒波形、如圖10所示的三角波形、如圖11和圖12所示的正弦波形。
[0059]以下提供具體的實(shí)施例以更好地解釋本實(shí)施方式
[0060]實(shí)施例一
[0061 ] 參圖5，基底40上設(shè)置有信號(hào)感測(cè)電極10和加熱電極20，加熱電極20環(huán)繞信號(hào)感測(cè)電極10設(shè)置，加熱電極20線寬為10μπΓ200μπι，且各部分之間的間距在10 μ πΓ?ΟΟ μ m之間變化；信號(hào)感測(cè)電極10中，第一導(dǎo)電電極11和第二導(dǎo)電電極12彼此對(duì)稱設(shè)置，其線寬為 20 μ m?200 μ m。
[0062]基底40上設(shè)置于第一導(dǎo)電電極11和第二導(dǎo)電電極12之間區(qū)域的蜂窩結(jié)構(gòu)30分為與第一導(dǎo)電電極11連接的第一次電極31以及與第二導(dǎo)電電極12連接的第二次電極32，第一次電極31和第二次電極32彼此對(duì)稱。
[0063]蜂窩結(jié)構(gòu)30設(shè)置為單層，也即，基底40上設(shè)置了一層蜂窩層，蜂窩層呈包括若干元胞的網(wǎng)格狀，該網(wǎng)格采用正六邊形設(shè)計(jì)，正六邊形的邊長(zhǎng)范圍為10 μ πΓ200 μ m,正六邊形的線寬為5 μ πΓ?ΟΟ μ m。在俯視的方向上，若干的元胞按列排列，同列的元胞之間以“邊對(duì)邊”的方式彼此搭接，不同列之間的元胞以“角對(duì)角”的方式彼此搭接。
[0064]實(shí)施例二
[0065]參圖13，與實(shí)施例一類似，基底40上同樣也設(shè)置了單層的蜂窩層，且蜂窩層呈包括若干元胞的網(wǎng)格狀，網(wǎng)格采用正六邊形設(shè)計(jì)，正六邊形的變成范圍為5 μ πΓ200 μ m,正六邊形的線寬為10 μ πΓ?ΟΟ μ m。
[0066]與實(shí)施例一不同的是，本實(shí)施例的蜂窩層中，元胞的排列方式進(jìn)行了變化，在俯視的方向上，任意元胞之間都以“邊對(duì)邊”的方式彼此搭接，在同樣的面積上，此種方式相對(duì)于實(shí)施例一可以使得功能層中的氣敏材料與第一次電極31a和第二次電極32a的接觸面積更大，優(yōu)化傳感器10a的氣體檢測(cè)功能。
[0067]實(shí)施例三
[0068]參圖14，基底40上設(shè)置有信號(hào)感測(cè)電極10和加熱電極20，加熱電極20環(huán)繞信號(hào)感測(cè)電極10設(shè)置，加熱電極20線寬為10μπΓ200μπι，且各部分之間的間距在ΙΟμπΓ?ΟΟμπι之間變化；信號(hào)感測(cè)電極10中，第一導(dǎo)電電極11和第二導(dǎo)電電極12彼此對(duì)稱設(shè)置，其線寬為20 μ πΓ200 μ m。
[0069]基底40上設(shè)置于第一導(dǎo)電電極11和第二導(dǎo)電電極12之間區(qū)域的蜂窩結(jié)構(gòu)分為與第一導(dǎo)電電極11連接的第一次電極31b以及與第二導(dǎo)電電極12連接的第二次電極32b，第一次電極31b和第二次電極32b彼此對(duì)稱。
[0070]蜂窩結(jié)構(gòu)設(shè)置為單層，也即，基底40上設(shè)置了一層蜂窩層，蜂窩層呈包括若干元胞的網(wǎng)格狀，該網(wǎng)格采用菱形設(shè)計(jì)，菱形的邊長(zhǎng)范圍為5 μ πΓ200 μ m，菱形的線寬為ΙΟμπΓ?ΟΟμπι。在俯視的方向上，任意元胞之間都以“邊對(duì)邊”的方式彼此搭接，總體呈陣列分布狀態(tài)。
[0071]實(shí)施例四
[0072]配合參照?qǐng)D2所示結(jié)構(gòu)，與上述幾個(gè)實(shí)施例不同的是，本實(shí)施例中的蜂窩結(jié)構(gòu)30包括兩層錯(cuò)位疊加的蜂窩層301、302，單層蜂窩層的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例二所示的方式相同。顯然地，本實(shí)施例中，第一次電極和第二次電極相對(duì)具有更大的空隙以附著氣敏材料，且可以保證待檢測(cè)氣體有足夠的間隙與氣敏材料接觸，有效地提高了氣體傳感器的使用壽命。
[0073]需要說(shuō)明的是，雖然蜂窩結(jié)構(gòu)30都呈包括若干元胞3011的網(wǎng)格狀，但網(wǎng)格的具體設(shè)置形狀可以根據(jù)不同傳感器的設(shè)計(jì)需求進(jìn)行設(shè)置，而并非受上述實(shí)施例的限制，又例如，網(wǎng)格可以具有選自四邊形、五邊形、六邊形、五角星形中的幾何形狀。
[0074]在具體的制造過(guò)程中，蜂窩結(jié)構(gòu)30可以根據(jù)具體采用材料的不同，采用不同的方式被制作于基底40上，示例性地，本實(shí)施方式中，蜂窩結(jié)構(gòu)30可以通過(guò)印刷或者打印的方式制作于基底上。
[0075]本實(shí)用新型通過(guò)上述實(shí)施方式，具有以下有益效果:本實(shí)用新型提供的半導(dǎo)體氣體傳感器通過(guò)在基底上設(shè)置功能層的區(qū)域布設(shè)蜂窩結(jié)構(gòu)，利用蜂窩結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特性，使得單位面積的基底上可以附著更多的氣敏材料，且保證了待檢測(cè)氣體與氣敏材料的充分接觸，提升了傳感器的使用壽命；同時(shí)，進(jìn)一步地采用導(dǎo)電材料制作蜂窩結(jié)構(gòu)，并將蜂窩結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上變?yōu)榈谝粚?dǎo)電電極和第二導(dǎo)電電極的延伸部分，使得信號(hào)感測(cè)電極與氣敏材料之間的接觸面積增大，且減小了信號(hào)感測(cè)電極的電阻，有利于提升傳感器的響應(yīng)速率。
[0076]應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施方式中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。
[0077]上文所列出的一系列的詳細(xì)說(shuō)明僅僅是針對(duì)本實(shí)用新型的可行性實(shí)施方式的具體說(shuō)明，它們并非用以限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡未脫離本實(shí)用新型技藝精神所作的等效實(shí)施方式或變更均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種功能區(qū)為網(wǎng)格狀的半導(dǎo)體氣體傳感器，其特征在于，包括: 基底； 設(shè)置在所述基底上的信號(hào)感測(cè)電極，所述信號(hào)感測(cè)電極包括彼此分離的第一導(dǎo)電電極、第二導(dǎo)電電極以及電性連接所述第一導(dǎo)電電極和第二導(dǎo)電電極的功能層，所述基底上位于所述第一導(dǎo)電電極和第二導(dǎo)電電極之間的至少部分區(qū)域設(shè)置有蜂窩結(jié)構(gòu)，所述蜂窩結(jié)構(gòu)上設(shè)置有所述功能層； 設(shè)置在所述基底上的加熱電極，所述加熱電極與所述信號(hào)感測(cè)電極彼此絕緣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能區(qū)為網(wǎng)格狀的半導(dǎo)體氣體傳感器，其特征在于，所述蜂窩結(jié)構(gòu)包括至少兩層錯(cuò)位疊加的蜂窩層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功能區(qū)為網(wǎng)格狀的半導(dǎo)體氣體傳感器，其特征在于，所述蜂窩層呈包括若干元胞的網(wǎng)格狀，所述網(wǎng)格具有選自四邊形、五邊形、六邊形、五角星形中的幾何形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的功能區(qū)為網(wǎng)格狀的半導(dǎo)體氣體傳感器，其特征在于，所述元胞具有元胞壁，所述元胞壁上具有通氣口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的功能區(qū)為網(wǎng)格狀的半導(dǎo)體氣體傳感器，其特征在于，所述蜂窩結(jié)構(gòu)由導(dǎo)電材料制得，所述蜂窩結(jié)構(gòu)包括與所述第一導(dǎo)電電極連接的第一次電極以及與所述第二導(dǎo)電電極連接的第二次電極。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的功能區(qū)為網(wǎng)格狀的半導(dǎo)體氣體傳感器，其特征在于，所述蜂窩結(jié)構(gòu)被如此設(shè)置以使其中的若干元胞的元胞壁至少分別形成一條與第一導(dǎo)電電極和第二導(dǎo)電電極連通的導(dǎo)電通路。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的功能區(qū)為網(wǎng)格狀的半導(dǎo)體氣體傳感器，其特征在于，所述第一次電極和所述第二次電極對(duì)稱設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的功能區(qū)為網(wǎng)格狀的半導(dǎo)體氣體傳感器，其特征在于，所述蜂窩結(jié)構(gòu)由絕緣材料制得。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能區(qū)為網(wǎng)格狀的半導(dǎo)體氣體傳感器，其特征在于，所述蜂窩結(jié)構(gòu)通過(guò)印刷或者打印的方式制作于所述基底上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能區(qū)為網(wǎng)格狀的半導(dǎo)體氣體傳感器，其特征在于，所述加熱電極環(huán)繞所述信號(hào)感測(cè)電極設(shè)置。
【文檔編號(hào)】G01N27/00GK203941123SQ201420374286
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月8日
【發(fā)明者】徐紅艷, 張克棟, 崔錚 申請(qǐng)人:蘇州納格光電科技有限公司