本發(fā)明涉及一種用于制造用于檢測(cè)測(cè)量介質(zhì)中的至少一種氣態(tài)分析物的氣體傳感器設(shè)備的方法、一種用于檢測(cè)測(cè)量介質(zhì)中的至少一種氣態(tài)分析物的氣體傳感器設(shè)備、一種用于檢測(cè)測(cè)量介質(zhì)中的至少一種氣態(tài)分析物的方法、一種相應(yīng)的設(shè)備以及一種相應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序。

背景技術(shù)：

特別是在機(jī)動(dòng)車中可以使用陶瓷氮氧化物傳感器、例如基于氧化鋯的傳感器，以便監(jiān)控或調(diào)節(jié)廢氣后處理系統(tǒng)。在此，傳感器元件可以借助厚層技術(shù)來(lái)生產(chǎn)，其中尺寸例如可以僅僅為大約4毫米乘50毫米乘3毫米。由于這樣的尺寸、即由于熱質(zhì)量，為了達(dá)到所需的運(yùn)行溫度、例如大約700攝氏度，一位數(shù)至兩位數(shù)瓦特范圍內(nèi)的加熱功率可能是典型的。de102012201304a1公開了一種微機(jī)械固體電解質(zhì)傳感器設(shè)備和一種相應(yīng)的制造方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在該背景下，利用在此提出的方案提出根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的一種用于制造用于檢測(cè)測(cè)量介質(zhì)中的至少一種氣態(tài)分析物的氣體傳感器設(shè)備的方法、一種用于檢測(cè)測(cè)量介質(zhì)中的至少一種氣態(tài)分析物的氣體傳感器設(shè)備、一種用于檢測(cè)測(cè)量介質(zhì)中的至少一種氣態(tài)分析物的方法、此外一種使用該方法的設(shè)備以及最后一種相應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序。有利的設(shè)計(jì)方案由相應(yīng)的從屬權(quán)利要求和隨后的描述得出。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式可以提供一種微電化學(xué)氣體傳感器、特別是微電化學(xué)氮氧化物傳感器或基于半導(dǎo)體的借助微系統(tǒng)技術(shù)生產(chǎn)的薄層氣體傳感器或氮氧化物傳感器或雙腔氮氧化物傳感器。因此，例如可以以微系統(tǒng)技術(shù)加工半導(dǎo)體襯底，以便生產(chǎn)這樣的傳感器，或者這樣的傳感器可以由以微系統(tǒng)技術(shù)加工的半導(dǎo)體襯底來(lái)生產(chǎn)。在這種情況下也可以實(shí)現(xiàn)具有氧離子傳導(dǎo)的功能陶瓷以及具有多個(gè)腔的功能原理。

有利地，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，關(guān)于這樣的氣體傳感器特別是可以減小幾何尺寸、加熱功率需求以及制造成本，因?yàn)檫@樣的氣體傳感器可以借助微系統(tǒng)技術(shù)基于半導(dǎo)體襯底來(lái)實(shí)現(xiàn)。在制造這樣的氣體傳感器時(shí)可以實(shí)現(xiàn)高的微型化程度和半導(dǎo)體技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)工藝的有利利用。由于減小的幾何尺寸，特別是相較于常規(guī)的陶瓷厚層傳感器可以實(shí)現(xiàn)待加熱的熱質(zhì)量的減小。因此可以實(shí)現(xiàn)在傳感器運(yùn)行期間的減小的加熱功率需求。這樣的氣體傳感器以半導(dǎo)體技術(shù)的生產(chǎn)特別是在高的件數(shù)的情況下相對(duì)于常規(guī)使用的厚層技術(shù)可以提供成本優(yōu)點(diǎn)，特別是當(dāng)多個(gè)傳感器功能集成在一個(gè)傳感器元件上時(shí)，例如在附加集成的壓力檢測(cè)、顆粒檢測(cè)、λ傳感裝置等的情況下如此。由于所述微型化和標(biāo)準(zhǔn)化的半導(dǎo)體工藝，相對(duì)于絲網(wǎng)印刷方法也可以實(shí)現(xiàn)提高的生產(chǎn)收益。

提出一種用于制造用于檢測(cè)測(cè)量介質(zhì)中的至少一種氣態(tài)分析物的氣體傳感器設(shè)備的方法，其中該方法包括以下步驟：

在使用至少一種分離工藝和至少一種涂層工藝的情況下加工第一半導(dǎo)體襯底和第二半導(dǎo)體襯底，以便在第一半導(dǎo)體襯底和第二半導(dǎo)體襯底中產(chǎn)生凹槽區(qū)段、固體電解質(zhì)層和電極；和

將第一半導(dǎo)體襯底和第二半導(dǎo)體襯底拼接，以便在第一半導(dǎo)體襯底和第二半導(dǎo)體襯底之間產(chǎn)生用于調(diào)節(jié)測(cè)量介質(zhì)的氣體組成的調(diào)節(jié)腔、用于檢測(cè)氣態(tài)分析物的檢測(cè)腔和用于控制測(cè)量介質(zhì)在調(diào)節(jié)腔和檢測(cè)腔之間的擴(kuò)散的擴(kuò)散區(qū)段。

氣體傳感器設(shè)備可以被構(gòu)造用于在質(zhì)上并且附加地或替代地在量上檢測(cè)至少一種氣態(tài)分析物。至少一種氣態(tài)分析物例如可以包括氧氣并且附加地或替代地包括氮氧化物。特別是氣體傳感器設(shè)備可以被實(shí)施為氮氧化物傳感器。在此，氣體傳感器設(shè)備例如可以用于在機(jī)動(dòng)車中的廢氣傳感裝置、在例如靜止的加熱設(shè)施中的廢氣傳感裝置、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、移動(dòng)電子設(shè)備（諸如移動(dòng)電話）中的氣體傳感裝置、呼吸氣分析、工業(yè)過(guò)程監(jiān)控等。特別是氣體傳感器設(shè)備例如可以用在機(jī)動(dòng)車中并且被構(gòu)造用于監(jiān)控或調(diào)節(jié)廢氣后處理系統(tǒng)。測(cè)量介質(zhì)可以是機(jī)動(dòng)車的廢氣或廢氣混合物、環(huán)境空氣或類似的。半導(dǎo)體襯底可以由以下材料成型，所述材料能夠借助半導(dǎo)體加工領(lǐng)域中的工藝來(lái)加工。固體電解質(zhì)層可以具有離子傳導(dǎo)的例如陶瓷材料、特別是氧離子傳導(dǎo)的陶瓷材料。在加工的步驟中，至少一種分離工藝可以具有挖槽、蝕刻等，并且至少一種涂層工藝可以具有脈沖激光沉積（pld）、濺鍍、原子層沉積（ald）、濕法化學(xué)沉積法等。在拼接的步驟中，半導(dǎo)體襯底可以被拼接成，使得由凹槽區(qū)段的至少一個(gè)子集形成調(diào)節(jié)腔、檢測(cè)腔和擴(kuò)散區(qū)段。在拼接的步驟中，特別是可以建立在半導(dǎo)體襯底之間的材料決定的連接。替代地，可以使用高溫穩(wěn)定的氣密密封的玻璃來(lái)連接和密封半導(dǎo)體襯底。

根據(jù)一種實(shí)施方式，在第一半導(dǎo)體襯底上并且附加地或替代地在第二半導(dǎo)體襯底上進(jìn)行加工的步驟中，可以產(chǎn)生：用于關(guān)于伴生氣體調(diào)節(jié)測(cè)量介質(zhì)的氣體組成的具有第一電極對(duì)之間的第一固體電解質(zhì)層的調(diào)節(jié)裝置、用于確定測(cè)量介質(zhì)中的伴生氣體的含量的具有第二電極對(duì)之間的第二固體電解質(zhì)層的確定裝置和用于檢測(cè)氣態(tài)分析物的具有第三電極對(duì)之間的第三固體電解質(zhì)層的檢測(cè)裝置。在這種情況下，確定裝置、調(diào)節(jié)裝置和檢測(cè)裝置可以彼此電分離地布置，使得在第一半導(dǎo)體襯底和第二半導(dǎo)體襯底的拼接狀態(tài)下確定裝置和調(diào)節(jié)裝置成型為調(diào)節(jié)腔的壁部并且檢測(cè)裝置成型為檢測(cè)腔的壁部。至少一種氣態(tài)分析物例如可以包括氮氧化物并且伴生氣體可以是氧氣。確定裝置、調(diào)節(jié)裝置和檢測(cè)裝置也可以代表能斯特單元或泵單元。這樣的實(shí)施方式提供以下優(yōu)點(diǎn)，即一方面分析物也可以間接地通過(guò)伴生氣體來(lái)檢測(cè)并且另一方面能夠?qū)崿F(xiàn)至少一種氣態(tài)分析物的特別準(zhǔn)確并且不昂貴的檢測(cè)。相對(duì)于厚層氮氧化物傳感器（該厚層氮氧化物傳感器的襯底或體材料可以由離子傳導(dǎo)的二氧化鋯構(gòu)成），確定裝置、調(diào)節(jié)裝置和檢測(cè)裝置由于其彼此電分離的布置而彼此去耦地控制，這能夠?qū)е職怏w傳感器設(shè)備的傳感器信號(hào)的提高的信號(hào)質(zhì)量。

在加工的步驟中，在朝向調(diào)節(jié)腔和檢測(cè)腔布置的電極上也可以連接共同的電信號(hào)導(dǎo)線。此外，在這種情況下，自身的電信號(hào)導(dǎo)線可以連接在背向調(diào)節(jié)腔和檢測(cè)腔布置的電極上。這樣的實(shí)施方式提供以下優(yōu)點(diǎn)，即通過(guò)共同的信號(hào)導(dǎo)線可以減少氣體傳感器設(shè)備的布線花費(fèi)。

此外，在加工的步驟中，用于調(diào)溫固體電解質(zhì)層和替代地或附加地調(diào)溫電極的至少一個(gè)調(diào)溫裝置可以布置在第一半導(dǎo)體襯底的范圍內(nèi)并且附加地或替代地布置在第二半導(dǎo)體襯底的范圍內(nèi)。至少一個(gè)調(diào)溫裝置可以實(shí)施為微系統(tǒng)技術(shù)的薄膜加熱器。因此，由于氣體傳感器設(shè)備的減小的熱質(zhì)量，整個(gè)氣體傳感器設(shè)備不需要被加熱到運(yùn)行溫度上，而是以下有利地就足夠了，即各個(gè)能斯特單元或泵單元或確定裝置、調(diào)節(jié)裝置和檢測(cè)裝置局部地借助至少一個(gè)調(diào)溫裝置而被置于運(yùn)行溫度上。高的溫度例如可以僅僅在氣體傳感器設(shè)備的內(nèi)部中出現(xiàn)，而同一氣體傳感器設(shè)備的外圍設(shè)備由于小的熱質(zhì)量例如可以僅僅輕微地被一同加熱。由此氣體傳感器設(shè)備的應(yīng)用可以由諸如廢氣傳感裝置的具有本來(lái)熱的環(huán)境的應(yīng)用來(lái)擴(kuò)展，并且能夠?qū)崿F(xiàn)這樣的氣體傳感器設(shè)備用在其他應(yīng)用領(lǐng)域、諸如火災(zāi)傳感裝置、工業(yè)過(guò)程監(jiān)控、移動(dòng)電話中的氣體傳感裝置或醫(yī)療技術(shù)中。

此外，在加工的步驟中，可以在第一半導(dǎo)體襯底的范圍內(nèi)并且附加地或替代地在第二半導(dǎo)體襯底的范圍內(nèi)集成分析裝置。因此可以通過(guò)以下方式進(jìn)一步改進(jìn)信號(hào)質(zhì)量，即縮短從電極至分析裝置的引線長(zhǎng)度。在具有適度的環(huán)境溫度的應(yīng)用的情況下，分析裝置或分析電子裝置或者可以集成到氣體傳感器設(shè)備中，特別是直接集成在同一氣體傳感器設(shè)備的傳感器芯片上或者可以替代地與氣體傳感器設(shè)備相鄰地布置。

此外提出一種用于檢測(cè)測(cè)量介質(zhì)中的至少一種氣態(tài)分析物的氣體傳感器設(shè)備，其中該氣體傳感器設(shè)備具有以下特征：

第一半導(dǎo)體襯底和第二半導(dǎo)體襯底，它們具有在使用至少一種分離工藝和至少一種涂層工藝的情況下產(chǎn)生的凹槽區(qū)段、固體電解質(zhì)層和電極，其中第一半導(dǎo)體襯底和第二半導(dǎo)體襯底被拼接，其中在拼接狀態(tài)下在第一半導(dǎo)體襯底和第二半導(dǎo)體襯底之間布置有用于調(diào)節(jié)測(cè)量介質(zhì)的氣體組成的調(diào)節(jié)腔、用于檢測(cè)氣態(tài)分析物的檢測(cè)腔和用于控制測(cè)量介質(zhì)在調(diào)節(jié)腔和檢測(cè)腔之間的擴(kuò)散的擴(kuò)散區(qū)段。

氣體傳感器設(shè)備可以通過(guò)實(shí)施前述方法的實(shí)施方式來(lái)制造。

根據(jù)一種實(shí)施方式，第一半導(dǎo)體襯底可以具有：用于調(diào)節(jié)腔的第一凹槽區(qū)段；用于檢測(cè)腔的第二凹槽區(qū)段；用于第一凹槽區(qū)段和第二凹槽區(qū)段之間的擴(kuò)散區(qū)段的第三凹槽區(qū)段；用于至測(cè)量介質(zhì)的調(diào)節(jié)腔的進(jìn)入開口的第四凹槽區(qū)段；用于關(guān)于伴生氣體調(diào)節(jié)測(cè)量介質(zhì)的氣體組成的具有第一電極對(duì)之間的第一固體電解質(zhì)層的調(diào)節(jié)裝置，其中該調(diào)節(jié)裝置被成型為第一凹槽區(qū)段中的調(diào)節(jié)腔的壁部；和用于調(diào)節(jié)裝置的第五凹槽區(qū)段。此外，在此第二半導(dǎo)體襯底可以具有：用于調(diào)節(jié)腔的第六凹槽區(qū)段；用于檢測(cè)腔的第七凹槽區(qū)段；用于確定測(cè)量介質(zhì)中的伴生氣體的含量的具有第二電極對(duì)之間的第二固體電解質(zhì)層的確定裝置，其中該確定裝置被成型為第六凹槽區(qū)段中的調(diào)節(jié)腔的壁部；用于檢測(cè)氣態(tài)分析物的具有第三電極對(duì)之間的第三固體電解質(zhì)層的檢測(cè)裝置，其中該檢測(cè)裝置被成型為第七凹槽區(qū)段中的檢測(cè)腔的壁部；用于確定裝置的第八凹槽區(qū)段和用于檢測(cè)裝置的第九凹槽區(qū)段。這樣的實(shí)施方式提供以下優(yōu)點(diǎn)，即可以提供特別節(jié)省空間的或微型化的、能夠成本適宜并且以大的件數(shù)制造的具有高的檢測(cè)精度的氣體傳感器設(shè)備。

還提出一種用于檢測(cè)測(cè)量介質(zhì)中的至少一種氣態(tài)分析物的方法，其中該方法具有以下步驟：

提供前述氣體傳感器設(shè)備的一種實(shí)施方式；

確定調(diào)節(jié)腔中的測(cè)量介質(zhì)的伴生氣體的含量；

關(guān)于伴生氣體調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)腔中的測(cè)量介質(zhì)的氣體組成；和

檢測(cè)擴(kuò)散到檢測(cè)腔中的測(cè)量介質(zhì)中的氣態(tài)分析物。

該方法因此可以結(jié)合前述氣體傳感器設(shè)備的實(shí)施方式來(lái)有利地實(shí)施，以便檢測(cè)測(cè)量介質(zhì)中的至少一種氣態(tài)分析物。

在此提出的方案還實(shí)現(xiàn)一種設(shè)備，該設(shè)備被構(gòu)造用于在相應(yīng)的裝置中執(zhí)行、控制或?qū)崿F(xiàn)在此提出的方法的變型方案的步驟。通過(guò)設(shè)備形式的本發(fā)明的所述實(shí)施變型方案也可以快速并且有效地解決本發(fā)明所基于的任務(wù)。

設(shè)備當(dāng)前可以理解為一種電設(shè)備，該電設(shè)備處理傳感器信號(hào)并且據(jù)此輸出控制信號(hào)和/或數(shù)據(jù)信號(hào)。設(shè)備可以具有以硬件和/或軟件方式構(gòu)造的接口。在硬件方式構(gòu)造的情況下，接口例如可以是所謂的系統(tǒng)asic的包含設(shè)備的極不同功能的部分。然而也可以的是，接口是自身的集成電路或者至少部分由分立器件構(gòu)成。在軟件方式構(gòu)造的情況下，接口可以是例如在微控制器上除了其他軟件模塊之外存在的軟件模塊。

一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品或具有程序代碼的計(jì)算機(jī)程序也是有利的，該程序代碼可以存儲(chǔ)在機(jī)器可讀的載體或存儲(chǔ)介質(zhì)、如半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、硬盤存儲(chǔ)器或光學(xué)存儲(chǔ)器上并且特別是當(dāng)程序產(chǎn)品或程序在計(jì)算機(jī)或設(shè)備上實(shí)施時(shí)被用于執(zhí)行、實(shí)現(xiàn)和/或控制根據(jù)前述實(shí)施方式之一的方法的步驟。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，前述氣體傳感器設(shè)備的一種實(shí)施方式可以在微系統(tǒng)技術(shù)中用作平臺(tái)或基礎(chǔ)部件，以便在唯一的芯片上集成并且組合地分析其他傳感器功能、諸如壓力檢測(cè)、顆粒檢測(cè)、λ傳感裝置、碳?xì)浠衔餀z測(cè)等。

附圖說(shuō)明

隨后借助附圖示例性地詳細(xì)解釋在此提出的方案。其中：

圖1至4g示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的氣體傳感器設(shè)備的示意性截面圖；和

圖5和6示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的方法的流程圖。

在本發(fā)明的適宜的實(shí)施例的隨后描述中，對(duì)于在不同圖中示出的起相似作用的元件使用相同或相似的附圖標(biāo)記，其中放棄對(duì)這些元件的重復(fù)描述。

具體實(shí)施方式

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的氣體傳感器設(shè)備100的示意性截面圖。氣體傳感器設(shè)備100被構(gòu)造用于檢測(cè)測(cè)量介質(zhì)m中的至少一種氣態(tài)分析物。在此，氣體傳感器設(shè)備100被構(gòu)造用于檢測(cè)機(jī)動(dòng)車的廢氣中的例如氮氧化物。因此，在此至少一種氣態(tài)分析物示例性包括氮氧化物。

根據(jù)本發(fā)明的在圖1中示出的實(shí)施例，氣體傳感器設(shè)備100部分地布置在測(cè)量介質(zhì)m中并且部分地布置在參考介質(zhì)r或參考空氣、例如環(huán)境空氣中。在此，氣體傳感器設(shè)備100能夠在使用位置處被布置成，使得氣體傳感器設(shè)備100的第一側(cè)朝向測(cè)量介質(zhì)m并且氣體傳感器設(shè)備100的第二側(cè)朝向參考介質(zhì)r。替代地，參考介質(zhì)也可以被實(shí)施為閉合的或部分閉合的參考空間。

氣體傳感器設(shè)備100具有第一半導(dǎo)體襯底101和第二半導(dǎo)體襯底102。第一半導(dǎo)體襯底101和第二半導(dǎo)體襯底102例如由硅成型。在此，第一半導(dǎo)體襯底101和第二半導(dǎo)體襯底102例如通過(guò)接合、晶片接合、粘貼或類似的被拼接或材料決定地相互連接。僅僅示例性地，在此第一半導(dǎo)體襯底101朝向或能朝向測(cè)量介質(zhì)m來(lái)布置并且第二半導(dǎo)體襯底102朝向或能朝向參考介質(zhì)r來(lái)布置。

在氣體傳感器設(shè)備100中布置或成型有調(diào)節(jié)腔111，以便調(diào)節(jié)測(cè)量介質(zhì)m的氣體組成或能夠?qū)崿F(xiàn)測(cè)量介質(zhì)m的氣體組成的調(diào)節(jié)。在氣體傳感器設(shè)備100中還布置或成型有檢測(cè)腔112。檢測(cè)腔112被構(gòu)造用于檢測(cè)氣態(tài)分析物或能夠?qū)崿F(xiàn)氣態(tài)分析物的檢測(cè)。此外，在氣體傳感器設(shè)備100中布置或成型有擴(kuò)散區(qū)段113或擴(kuò)散勢(shì)壘。擴(kuò)散區(qū)段113被構(gòu)造用于控制測(cè)量介質(zhì)m在調(diào)節(jié)腔111和檢測(cè)腔112之間的擴(kuò)散。因此調(diào)節(jié)腔111和檢測(cè)腔112借助擴(kuò)散區(qū)段113流體上相互連接。擴(kuò)散區(qū)段113是調(diào)節(jié)腔111和檢測(cè)腔112之間的壁中的縫隙或類似的。此外，在氣體傳感器設(shè)備100中布置或成型有用于測(cè)量介質(zhì)m進(jìn)入或用于氣體進(jìn)入到調(diào)節(jié)腔111中的進(jìn)入開口114。因此對(duì)于測(cè)量介質(zhì)m來(lái)說(shuō)通過(guò)進(jìn)入開口114可到達(dá)調(diào)節(jié)腔111。進(jìn)入開口114在此可以被實(shí)施成，使得該進(jìn)入開口同樣用作擴(kuò)散勢(shì)壘。

調(diào)節(jié)腔111、檢測(cè)腔112和擴(kuò)散區(qū)段113布置在拼接的半導(dǎo)體襯底101和102之間。在此，調(diào)節(jié)腔111、檢測(cè)腔112和擴(kuò)散區(qū)段113在使用至少一種分離工藝、特別是半導(dǎo)體技術(shù)、微加工等領(lǐng)域內(nèi)的工藝之一來(lái)產(chǎn)生。

此外，氣體傳感器設(shè)備100具有在使用至少一種分離工藝和至少一種涂層工藝的情況下產(chǎn)生的凹槽區(qū)段、固體電解質(zhì)層和電極，它們參考根據(jù)本發(fā)明的在圖1中示出的實(shí)施例的氣體傳感器設(shè)備100、隨后也參考圖2a至4g來(lái)詳細(xì)描述。

在第一半導(dǎo)體襯底101上布置或產(chǎn)生調(diào)節(jié)裝置121。在此，調(diào)節(jié)裝置121被成型為調(diào)節(jié)腔111的壁部。調(diào)節(jié)裝置121具有第一固體電解質(zhì)層和第一電極對(duì)。在此，第一固體電解質(zhì)層布置在第一電極對(duì)之間。調(diào)節(jié)裝置121被構(gòu)造用于關(guān)于測(cè)量介質(zhì)m中的伴生氣體來(lái)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)腔111中的測(cè)量介質(zhì)m的氣體組成。

在第二半導(dǎo)體襯底102上布置或產(chǎn)生確定裝置122。在此，確定裝置122被成型為調(diào)節(jié)腔111的另外的壁部。確定裝置122具有第二固體電解質(zhì)層和第二電極對(duì)。在此，第二固體電解質(zhì)層布置在第二電極對(duì)之間。確定裝置122被構(gòu)造用于確定調(diào)節(jié)腔111中的測(cè)量介質(zhì)m中的伴生氣體的含量。

在第二半導(dǎo)體襯底102上還布置或產(chǎn)生檢測(cè)裝置123。在此，檢測(cè)裝置123被成型為檢測(cè)腔112的壁部。檢測(cè)裝置123具有第三固體電解質(zhì)層和第三電極對(duì)。在此，第三固體電解質(zhì)層布置在第三電極對(duì)之間。檢測(cè)裝置123被構(gòu)造用于檢測(cè)檢測(cè)腔112中的氣態(tài)分析物。

因此氣體傳感器設(shè)備100也具有調(diào)節(jié)裝置121、確定裝置122和檢測(cè)裝置123。在此，調(diào)節(jié)裝置121、確定裝置122和檢測(cè)裝置123彼此電分離地布置。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，氣體傳感器設(shè)備100可以具有至少一個(gè)用于調(diào)溫固定電解質(zhì)層和附加地或替代地調(diào)溫電極的調(diào)溫裝置。這樣的調(diào)溫裝置可以布置在第一半導(dǎo)體襯底101的范圍內(nèi)和附加地或替代地布置在第二半導(dǎo)體襯底102的范圍內(nèi)。可選地，氣體傳感器設(shè)備100還可以具有用于分析調(diào)節(jié)裝置121、確定裝置122和檢測(cè)裝置123的信號(hào)的分析裝置。這樣的分析裝置可以集成或布置在第一半導(dǎo)體襯底101的范圍內(nèi)和附加地或替代地集成或布置在第二半導(dǎo)體襯底102的范圍內(nèi)。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，氣體傳感器設(shè)備100可以具有一個(gè)共同的電信號(hào)導(dǎo)線和多個(gè)單獨(dú)的電信號(hào)導(dǎo)線，該共同的電信號(hào)導(dǎo)線能夠連接在朝向調(diào)節(jié)腔和檢測(cè)腔布置的電極上，所述多個(gè)單獨(dú)的電信號(hào)導(dǎo)線能夠連接在背向調(diào)節(jié)腔和檢測(cè)腔布置的電極上。

圖2a示出圖1中的氣體傳感器設(shè)備的第一半導(dǎo)體襯底101的示意性截面圖。在此，第一半導(dǎo)體襯底101與氣體傳感器設(shè)備的第二半導(dǎo)體襯底分開地示出。還有，在圖2a中更詳細(xì)地示出第一半導(dǎo)體襯底101。關(guān)于第一半導(dǎo)體襯底101的制造步驟的圖示參考圖3a至3h來(lái)示出并且詳細(xì)描述。

在圖2a中示出調(diào)節(jié)裝置121中的第一固體電解質(zhì)層221a和第一電極對(duì)，第一電極對(duì)具有在調(diào)節(jié)腔側(cè)在第一固體電解質(zhì)層221a上布置的第一內(nèi)電極221b和在測(cè)量介質(zhì)側(cè)在第一固體電解質(zhì)層221a上布置的第一外電極221c。

從第一半導(dǎo)體襯底101的能夠與第二半導(dǎo)體襯底連接的側(cè)出發(fā)，在第一半導(dǎo)體襯底101中例如通過(guò)挖槽和蝕刻成型或產(chǎn)生用于調(diào)節(jié)腔的第一凹槽區(qū)段231、用于檢測(cè)腔的第二凹槽區(qū)段232和在第一凹槽區(qū)段231與第二凹槽區(qū)段232之間的用于擴(kuò)散區(qū)段的第三凹槽區(qū)段233。

從第一半導(dǎo)體襯底101的可朝向測(cè)量介質(zhì)的側(cè)出發(fā)，在第一半導(dǎo)體襯底101中例如通過(guò)挖槽和蝕刻成型或產(chǎn)生用于至調(diào)節(jié)腔的進(jìn)入開口114的第四凹槽區(qū)段234和用于調(diào)節(jié)裝置121的第五凹槽區(qū)段235。在此，第四凹槽區(qū)段234和第五凹槽區(qū)段235參考第一半導(dǎo)體襯底101的主延伸平面被布置在第一凹槽區(qū)段231的范圍內(nèi)。

調(diào)節(jié)裝置121在第一凹槽區(qū)段231和第五凹槽區(qū)段235中作為調(diào)節(jié)腔的壁部來(lái)布置或產(chǎn)生，例如通過(guò)從第一凹槽區(qū)段231側(cè)切割第一固體電解質(zhì)層221a和第一內(nèi)電極221b以及從第五凹槽區(qū)段235側(cè)切割第一外電極221c來(lái)產(chǎn)生。

此外，在圖2a中在第一半導(dǎo)體襯底101的范圍內(nèi)示出氣體傳感器設(shè)備的至少一個(gè)蝕刻阻擋層240的多個(gè)子區(qū)段。在此，蝕刻阻擋層240在第一半導(dǎo)體襯底101的可朝向測(cè)量介質(zhì)的側(cè)上在凹槽區(qū)段234和235的范圍之外布置或施加在第一半導(dǎo)體襯底101上。此外，蝕刻阻擋層240在第一半導(dǎo)體襯底101的能夠與第二半導(dǎo)體襯底連接的側(cè)上除了第一外電極221c的區(qū)域之外布置或施加在第一固體電解質(zhì)層221a和第一半導(dǎo)體襯底101之間。

圖2b示出圖1中的氣體傳感器設(shè)備的第二半導(dǎo)體襯底102的示意性截面圖。在此，第二半導(dǎo)體襯底102與氣體傳感器設(shè)備的第一半導(dǎo)體襯底分開地示出。還有，在圖2b中更詳細(xì)地示出第二半導(dǎo)體襯底102。關(guān)于第二半導(dǎo)體襯底102的制造步驟的圖示參考圖4a至4g來(lái)示出并且詳細(xì)描述。

在圖2b中示出確定裝置122中的第二固體電解質(zhì)層222a和第二電極對(duì)，第二電極對(duì)具有在調(diào)節(jié)腔側(cè)在第二固體電解質(zhì)層222a上布置的第二內(nèi)電極222b和在參考介質(zhì)側(cè)在第二固體電解質(zhì)層222a上布置的第二外電極222c。此外，示出檢測(cè)裝置123中的第三固體電解質(zhì)層223a和第三電極對(duì)，第三電極對(duì)具有在調(diào)節(jié)腔側(cè)在第三固體電解質(zhì)層223a上布置的第三內(nèi)電極223b和在參考介質(zhì)側(cè)在第三固體電解質(zhì)層223a上布置的第三外電極223c。

從第二半導(dǎo)體襯底102的能夠與第一半導(dǎo)體襯底連接的側(cè)出發(fā)，在第二半導(dǎo)體襯底102中例如通過(guò)挖槽和蝕刻成型或產(chǎn)生用于調(diào)節(jié)腔的第六凹槽區(qū)段236、用于檢測(cè)腔的第七凹槽區(qū)段237。

從第二半導(dǎo)體襯底102的可朝向參考介質(zhì)的側(cè)出發(fā)，在第二半導(dǎo)體襯底102中例如通過(guò)挖槽和蝕刻成型或產(chǎn)生用于確定裝置122的第八凹槽區(qū)段238和用于檢測(cè)裝置123的第九凹槽區(qū)段239。在此，第八凹槽區(qū)段238參考第二半導(dǎo)體襯底102的主延伸平面被布置在第六凹槽區(qū)段236的范圍內(nèi)，其中第九凹槽區(qū)段239參考第二半導(dǎo)體襯底102的主延伸平面被布置在第七凹槽區(qū)段237的范圍內(nèi)。

確定裝置122在第六凹槽區(qū)段236和第八凹槽區(qū)段238中作為調(diào)節(jié)腔的壁部來(lái)布置或產(chǎn)生，例如通過(guò)從第六凹槽區(qū)段236側(cè)切割第二固體電解質(zhì)層222a和第二內(nèi)電極222b以及從第八凹槽區(qū)段238側(cè)切割第二外電極222c來(lái)產(chǎn)生。

檢測(cè)裝置123在第七凹槽區(qū)段237和第九凹槽區(qū)段239中作為檢測(cè)腔的壁部來(lái)布置或產(chǎn)生，例如通過(guò)從第七凹槽區(qū)段237側(cè)切割第三固體電解質(zhì)層223a和第三內(nèi)電極223b以及從第九凹槽區(qū)段239側(cè)切割第三外電極223c來(lái)產(chǎn)生。

此外，在圖2b中在第二半導(dǎo)體襯底102的范圍內(nèi)示出氣體傳感器設(shè)備的至少一個(gè)蝕刻阻擋層240的多個(gè)子區(qū)段。在此，蝕刻阻擋層240在第二半導(dǎo)體襯底102的可朝向參考介質(zhì)的側(cè)上在凹槽區(qū)段238和239的范圍之外布置或施加在第二半導(dǎo)體襯底102上。此外，蝕刻阻擋層240在第二半導(dǎo)體襯底102的能夠與第一半導(dǎo)體襯底連接的側(cè)上除了第二外電極222c的區(qū)域之外布置或施加在第二固體電解質(zhì)層222a和第二半導(dǎo)體襯底102之間以及除了第三外電極223c的區(qū)域之外布置或施加在第三固體電解質(zhì)層223a和第二半導(dǎo)體襯底102之間。

在圖2a中示出的第一半導(dǎo)體襯底101和在圖2b中示出的第二半導(dǎo)體襯底102可拼接或可連接，以便提供圖1中示出的氣體傳感器設(shè)備。因此通過(guò)兩個(gè)半導(dǎo)體襯底101和102或半芯片的拼接可以制造被實(shí)施為薄層氮氧化物傳感器芯片的氣體傳感器設(shè)備。

圖3a至3h示出關(guān)于圖2a中的第一半導(dǎo)體襯底101的制造的方法步驟或制造狀態(tài)的截面圖。

圖3a在此示出未加工狀態(tài)下的第一半導(dǎo)體襯底101的截面圖。第一半導(dǎo)體襯底101例如由硅成型。

圖3b示出圖3a中的第一半導(dǎo)體襯底101具有第三凹槽區(qū)段233的截面圖，該第三凹槽區(qū)段通過(guò)微結(jié)構(gòu)化、例如借助挖槽在第一半導(dǎo)體襯底101中成型。在此，第三凹槽區(qū)段233具有第一凹槽深度。

圖3c示出圖3b中的第一半導(dǎo)體襯底101具有第一凹槽區(qū)段231和第二凹槽區(qū)段232的部分截面圖，所述第一凹槽區(qū)段231和第二凹槽區(qū)段232通過(guò)微結(jié)構(gòu)化、例如借助挖槽在第一半導(dǎo)體襯底101中成型。第一凹槽區(qū)段231和第二凹槽區(qū)段232在此具有第二凹槽深度，其大于第三凹槽區(qū)段233的第一凹槽深度。

圖3d示出圖3c中的第一半導(dǎo)體襯底101具有至少一個(gè)蝕刻阻擋層240的子區(qū)段的截面圖，該蝕刻阻擋層例如通過(guò)沉積和結(jié)構(gòu)化來(lái)施加到第一半導(dǎo)體襯底101的表面的部分區(qū)域上。至少一個(gè)蝕刻阻擋層240例如具有氮化硅（si3n4）。

圖3e示出圖3d中的第一半導(dǎo)體襯底101具有第四凹槽區(qū)段234和第五凹槽區(qū)段235的截面圖，所述第四凹槽區(qū)段234和第五凹槽區(qū)段235例如通過(guò)蝕刻在第一半導(dǎo)體襯底101中成型。在此，第四凹槽區(qū)段234和第五凹槽區(qū)段235在使用至少一個(gè)蝕刻阻擋層240的情況下被蝕刻。特別是第四凹槽區(qū)段234和第五凹槽區(qū)段235在該實(shí)施例中借助koh蝕刻來(lái)產(chǎn)生。替代地，第四凹槽區(qū)段234和/或第五凹槽區(qū)段235也可以被分開。在第一凹槽區(qū)段231和第五凹槽區(qū)段235之間布置有蝕刻阻擋層240的子區(qū)段作為輔助薄膜。更確切地說(shuō)，第一凹槽區(qū)段231通過(guò)蝕刻阻擋層240的子區(qū)段或輔助薄膜與第五凹槽區(qū)段235分開。換句話說(shuō)，第一凹槽區(qū)段231和第五凹槽區(qū)段235在蝕刻阻擋層240的子區(qū)段或輔助薄膜處相鄰。

圖3f示出圖3e中的第一半導(dǎo)體襯底101具有第一固體電解質(zhì)層221a的截面圖，所述第一固體電解質(zhì)層在第一凹槽區(qū)段231側(cè)沉積在蝕刻阻擋層240的子區(qū)段或輔助薄膜上。在此，第一固體電解質(zhì)層221a例如借助脈沖激光沉積（pld）、濺鍍或類似的來(lái)沉積。第一固體電解質(zhì)層221a例如具有離子傳導(dǎo)的釔摻雜的氧化鋯或zro2陶瓷（ysz）。

圖3g示出圖3f中的第一半導(dǎo)體襯底101的截面圖，其中從第一固體電解質(zhì)層221a上部分地去除或清除蝕刻阻擋層240的子區(qū)段或輔助薄膜。更確切地說(shuō)，蝕刻阻擋層240的子區(qū)段或輔助薄膜在第五凹槽區(qū)段235的范圍內(nèi)從第一固體電解質(zhì)層221a上去除。

圖3h示出圖3g中的第一半導(dǎo)體襯底101具有第一內(nèi)電極221b和第一外電極221c的截面圖，所述第一內(nèi)電極221b和第一外電極221c沉積在第一固體電解質(zhì)層221a上。在此，第一內(nèi)電極221b在第一凹槽區(qū)段231側(cè)布置在第一固體電解質(zhì)層221a上，其中第一外電極221c在第五凹槽區(qū)段235側(cè)布置在第一固體電解質(zhì)層221a上。在圖3h中示出的第一半導(dǎo)體襯底101在這種情況下對(duì)應(yīng)于圖2a中的第一半導(dǎo)體襯底。

圖4a至4g示出關(guān)于圖2b中的第二半導(dǎo)體襯底102的制造的方法步驟或制造狀態(tài)的截面圖。

圖4a在此示出未加工狀態(tài)下的第二半導(dǎo)體襯底102的截面圖。第二半導(dǎo)體襯底102例如由硅成型。

圖4b示出圖4a中的第二半導(dǎo)體襯底102具有第六凹槽區(qū)段236和第七凹槽區(qū)段237的截面圖，所述第六凹槽區(qū)段236和第七凹槽區(qū)段237通過(guò)微結(jié)構(gòu)化、例如借助挖槽在第二半導(dǎo)體襯底102中成型。

圖4c示出圖4b中的第二半導(dǎo)體襯底102具有至少一個(gè)蝕刻阻擋層240的子區(qū)段的截面圖，該蝕刻阻擋層例如通過(guò)沉積和結(jié)構(gòu)化來(lái)施加到第二半導(dǎo)體襯底102的表面的部分區(qū)域上。至少一個(gè)蝕刻阻擋層240例如具有氮化硅（si3n4）。

圖4d示出圖4c中的第二半導(dǎo)體襯底102具有第八凹槽區(qū)段238和第九凹槽區(qū)段239的截面圖，所述第八凹槽區(qū)段238和第九凹槽區(qū)段239例如通過(guò)蝕刻在第二半導(dǎo)體襯底102中成型。在此，第八凹槽區(qū)段238和第九凹槽區(qū)段239在使用至少一個(gè)蝕刻阻擋層240的情況下被蝕刻。特別是第八凹槽區(qū)段238和第九凹槽區(qū)段239借助koh蝕刻來(lái)產(chǎn)生。在第六凹槽區(qū)段236和第八凹槽區(qū)段238之間以及在第七凹槽區(qū)段237和第九凹槽區(qū)段239之間分別布置有蝕刻阻擋層240的子區(qū)段作為輔助薄膜。更確切地說(shuō)，第六凹槽區(qū)段236和第八凹槽區(qū)段238以及第七凹槽區(qū)段237和第九凹槽區(qū)段239通過(guò)蝕刻阻擋層240的相應(yīng)子區(qū)段或相應(yīng)輔助薄膜而彼此分開。換句話說(shuō)，第六凹槽區(qū)段236和第八凹槽區(qū)段238在蝕刻阻擋層240的子區(qū)段或輔助薄膜處相鄰并且第七凹槽區(qū)段237和第九凹槽區(qū)段239在蝕刻阻擋層240的子區(qū)段或輔助薄膜處相鄰。

圖4e示出圖4c中的第二半導(dǎo)體襯底102具有第二固體電解質(zhì)層222a和第三固體電解質(zhì)層223a的截面圖，所述第二固體電解質(zhì)層222a在第六凹槽區(qū)段236側(cè)沉積在蝕刻阻擋層240的子區(qū)段或輔助薄膜上，所述第三固體電解質(zhì)層223a在第七凹槽區(qū)段237側(cè)沉積在蝕刻阻擋層240的另外的子區(qū)段或另外的輔助薄膜上。在此，第二固體電解質(zhì)層222a和第三固體電解質(zhì)層223a例如借助脈沖激光沉積（pld）、濺鍍或類似的來(lái)沉積。第二固體電解質(zhì)層222a和第三固體電解質(zhì)層223a例如具有離子傳導(dǎo)的釔摻雜的氧化鋯或zro2陶瓷（ysz）。

圖4f示出圖4e中的第二半導(dǎo)體襯底102的截面圖，其中從第二固體電解質(zhì)層222a和第三固體電解質(zhì)層223a上部分地去除或清除蝕刻阻擋層240的子區(qū)段或輔助薄膜。更確切地說(shuō)，蝕刻阻擋層240的子區(qū)段或輔助薄膜在第八凹槽區(qū)段238的范圍內(nèi)從第二固體電解質(zhì)層222a上去除，其中蝕刻阻擋層240的另外的子區(qū)段或另外的輔助薄膜在第九凹槽區(qū)段239的范圍內(nèi)從第三固體電解質(zhì)層223a上去除。

圖4g示出圖4f中的第二半導(dǎo)體襯底102具有第二內(nèi)電極222b和第二外電極222c以及第三內(nèi)電極223b和第三外電極223c的截面圖，所述第二內(nèi)電極222b和第二外電極222c沉積在第二固體電解質(zhì)層222a上，所述第三內(nèi)電極223b和第三外電極223c沉積在第三固體電解質(zhì)層223a上。在此，第二內(nèi)電極222b在第六凹槽區(qū)段236側(cè)布置在第二固體電解質(zhì)層222a上，其中第二外電極222c在第八凹槽區(qū)段238側(cè)布置在第二固體電解質(zhì)層222a上。此外，第三內(nèi)電極223b在第七凹槽區(qū)段237側(cè)布置在第三固體電解質(zhì)層223a上，其中第三外電極223c在第九凹槽區(qū)段239側(cè)布置在第三固體電解質(zhì)層223a上。在圖4g中示出的第二半導(dǎo)體襯底102在這種情況下對(duì)應(yīng)于圖2b中的第二半導(dǎo)體襯底。

參照?qǐng)D1至圖4g示出和描述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的被實(shí)施為薄層nox傳感器的氣體傳感器設(shè)備100?；诎雽?dǎo)體的薄層nox傳感器或氣體傳感器設(shè)備100在此由兩個(gè)半導(dǎo)體襯底101和102或微芯片構(gòu)造。這樣的氣體傳感器設(shè)備100的制造和運(yùn)行隨后參照?qǐng)D1至圖4g來(lái)解釋。

借助典型的微結(jié)構(gòu)化工藝、例如挖槽、koh蝕刻等在半導(dǎo)體襯底101和102中制造合適的凹槽區(qū)段231至239或空腔。對(duì)于半導(dǎo)體襯底101和102例如可以使用硅（si）、碳化硅（sic）、砷化鎵（gaas）、氮化鎵（gan）以及其他能夠借助半導(dǎo)體技術(shù)中的工藝來(lái)加工的材料。傳感器功能基于被沉積為薄層的固體電解質(zhì)層221a、222a和223a的離子傳導(dǎo)的釔摻雜的zro2陶瓷（ysz）?？赡艿某练e方法例如包括脈沖激光沉積（pld）、濺鍍、原子層沉積（ald）或類似的。用于電極221b、221c、222b、222c、223b和223c的電極材料例如包括由pt、rh、au、re、hf、zr等構(gòu)成的化合物，其中沉積例如借助濺鍍法或濕法化學(xué)沉積法來(lái)實(shí)現(xiàn)。

兩個(gè)半導(dǎo)體襯底101和102借助晶片接合、例如si直接接合來(lái)拼接。在此產(chǎn)生調(diào)節(jié)腔111、檢測(cè)腔112和擴(kuò)散區(qū)段113。在調(diào)節(jié)腔111和檢測(cè)腔112之間的作為擴(kuò)散區(qū)段113的細(xì)的縫隙在此用作擴(kuò)散勢(shì)壘。第八凹槽區(qū)段238和第九凹槽區(qū)段239可以實(shí)施為參考空氣腔。這樣的參考空氣腔可以類似于常規(guī)的氧氣傳感器實(shí)施為真實(shí)的參考，即具有參考空氣通道，或者封閉地實(shí)施為被泵吸的參考。

為了運(yùn)行氣體傳感器設(shè)備100或?yàn)榱藗鞲衅鬟\(yùn)行，在腔111和112內(nèi)布置的電極、即內(nèi)電極221b、222b和223b可以互連，使得僅需要一個(gè)共同的信號(hào)導(dǎo)線來(lái)電接觸這些內(nèi)電極。在腔111和112外布置的電極、即外電極221c、222c和223c分別與自身的導(dǎo)線連接。因此對(duì)于氣體傳感器設(shè)備100的電極總共得出僅僅四個(gè)信號(hào)導(dǎo)線。可以添加兩個(gè)另外的信號(hào)導(dǎo)線，其用于控制加熱器或調(diào)溫裝置。在此，氣體傳感器設(shè)備100可以作為整體被加熱或者可以借助例如三個(gè)并聯(lián)或串聯(lián)的薄膜加熱器僅僅加熱被實(shí)施為能斯特單元或泵單元的調(diào)節(jié)裝置121、確定裝置122和檢測(cè)裝置123。氣體傳感器設(shè)備100具有例如大約3毫米乘3毫米乘1毫米的幾何尺寸。

在檢測(cè)作為氣態(tài)分析物的氮氧化物時(shí)，如其例如參照?qǐng)D6所描述的那樣，測(cè)量介質(zhì)m或待測(cè)量的氣體通過(guò)第一半導(dǎo)體襯底101中的裸露蝕刻的開口到達(dá)調(diào)節(jié)腔111中。在此，可以借助確定裝置122的第二內(nèi)電極222b和第二外電極222c之間的能斯特電壓測(cè)量當(dāng)前在調(diào)節(jié)腔111中存在的作為伴生氣體的氧氣的含量。通過(guò)將泵電壓施加到第一內(nèi)電極221b（其對(duì)于o2是選擇性靈敏的，例如是au-pt金屬陶瓷）和第一外電極221c上，氧氣可以從調(diào)節(jié)腔111中出來(lái)或被泵吸到調(diào)節(jié)腔111中。例如調(diào)節(jié)泵電壓，使得在調(diào)節(jié)腔111中盡可能恒定地存在低的氧含量。通過(guò)調(diào)節(jié)腔111和檢測(cè)腔112之間的被實(shí)施為細(xì)的縫隙的擴(kuò)散區(qū)段113（該擴(kuò)散區(qū)段用作擴(kuò)散勢(shì)壘），關(guān)于氧含量調(diào)節(jié)的測(cè)量介質(zhì)m到達(dá)檢測(cè)腔112中。在例如由pt-rh金屬陶瓷成型的第三內(nèi)電極223b上，由于其催化活性，在檢測(cè)腔112中當(dāng)前的氮氧化物分解成氮?dú)夂脱鯕獠⑶耶?dāng)前的分子氧分解成原子氧。通過(guò)將泵電壓施加到第三內(nèi)電極223b和第三外電極223c上，氧從檢測(cè)腔112中去除。因?yàn)檎{(diào)節(jié)腔112中的作為伴生氣體的分子氧的濃度被調(diào)節(jié)到額定值上并且是已知的，所以借助第三內(nèi)電極223b和第三外電極223c之間的泵電流可以推斷出測(cè)量介質(zhì)m中的氮氧化物的濃度。

圖5示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的方法500的流程圖。該方法500是用于制造用于檢測(cè)測(cè)量介質(zhì)中的至少一種氣態(tài)分析物的氣體傳感器設(shè)備的方法。通過(guò)實(shí)施方法500可以制造如圖1至圖4g中的氣體傳感器設(shè)備那樣的氣體傳感器設(shè)備。特別是，當(dāng)實(shí)施方法500時(shí)，在此得出在圖3a至4g中示出的制造狀態(tài)的至少一個(gè)子集。

在步驟510中，在使用至少一種分離工藝和至少一種涂層工藝的情況下加工第一半導(dǎo)體襯底和第二半導(dǎo)體襯底，以便在第一半導(dǎo)體襯底和第二半導(dǎo)體襯底中產(chǎn)生凹槽區(qū)段、固體電解質(zhì)層和電極。

在隨后的步驟520中，將第一半導(dǎo)體襯底和第二半導(dǎo)體襯底拼接，以便在第一半導(dǎo)體襯底和第二半導(dǎo)體襯底之間產(chǎn)生用于調(diào)節(jié)測(cè)量介質(zhì)的氣體組成的調(diào)節(jié)腔、用于檢測(cè)氣態(tài)分析物的檢測(cè)腔和用于控制測(cè)量介質(zhì)在調(diào)節(jié)腔和檢測(cè)腔之間的擴(kuò)散的擴(kuò)散區(qū)段。

圖6示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的方法600的流程圖。該方法600是用于檢測(cè)測(cè)量介質(zhì)中的至少一種氣態(tài)分析物的方法。方法600能夠有利地結(jié)合如圖1至圖4g中的氣體傳感器設(shè)備那樣的氣體傳感器設(shè)備來(lái)實(shí)施。

在步驟610中提供如圖1至圖4g中的氣體傳感器設(shè)備那樣的氣體傳感器設(shè)備。在隨后的步驟620中，確定氣體傳感器設(shè)備的調(diào)節(jié)腔中的測(cè)量介質(zhì)的伴生氣體的含量。然后，在隨后的步驟630中，關(guān)于伴生氣體調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)腔中的測(cè)量介質(zhì)的氣體組成。然后，在步驟640中，檢測(cè)擴(kuò)散到檢測(cè)腔中的測(cè)量介質(zhì)中的氣態(tài)分析物。

實(shí)施為基于氧化鋯的氮氧化物傳感器的氣體傳感器設(shè)備（該氣體傳感器設(shè)備被實(shí)施為雙腔系統(tǒng)）的功能例如特別是基于固體電解質(zhì)層的zro2陶瓷的氧離子傳導(dǎo)能力。在調(diào)節(jié)腔中，借助選擇性的泵電極和測(cè)量電極將氧含量調(diào)節(jié)到盡可能恒定的低的值上。測(cè)量介質(zhì)的氣體混合物通過(guò)擴(kuò)散區(qū)段到達(dá)檢測(cè)腔中。在那里的內(nèi)電極上，在氣體混合物中包含的氮氧化物分解。在此變得自由的氧連同在調(diào)節(jié)腔中被調(diào)節(jié)的氧含量被泵出。所產(chǎn)生的泵電流直接與測(cè)量介質(zhì)中的氮氧化物濃度成比例并且因此用作傳感器信號(hào)。

所描述的并且在附圖中示出的實(shí)施例僅僅示例性地選擇。不同的實(shí)施例可以完全或關(guān)于各個(gè)特征相互組合。一個(gè)實(shí)施例也可以通過(guò)另外實(shí)施例的特征來(lái)補(bǔ)充。

此外，在此提出的方法步驟可以被重復(fù)以及以不同于所描述的順序來(lái)實(shí)施。

如果實(shí)施例包括在第一特征和第二特征之間的“和/或”連接，則這應(yīng)該理解為：根據(jù)一種實(shí)施方式的實(shí)施例不僅具有第一特征而且具有第二特征，而根據(jù)另一種實(shí)施方式的實(shí)施例或者僅具有第一特征或者僅具有第二特征。