stance,TCR)的熱敏材料。
[0026]吸收層50利用物理氣相沉積法或化學氣相沉積法形成于相對于間隙41的感測層40上。其中，吸收層50的材料可選用如氮化硅(Si3N4)，且厚度大約為0.5 μ m。
[0027]第一電極層60位于感測層40上且鄰接吸收層50，藉以形成光學式氣體感測裝置100的上層電極。其中，第一電極層60更包含第一金屬層61及第二金屬層62,且第一金屬層61及第二金屬層62的材料可分別為金(Au)及鉻(Cr),而第一金屬層61及第二金屬層62的厚度則大約為360nm及5nm。
[0028]第二電極層70位于基板10的第二表面12上，藉以形成光學式氣體感測裝置100的下層電極，使得第一電極層60與第二電極層70分別位于基板10的不同側(cè)或不同表面。其中，第二電極層70更包含第三金屬層71及第四金屬層72，且第三金屬層71及第四金屬層72的材料可分別為鋁(Al)及金(Au)，而第三金屬層71及第四金屬層72的厚度則大約皆為0.1 μ m。
[0029]因此，當施加電壓于光學式氣體感測裝置100的第一電極層60與第二電極層70時，由于第二電極層70設置于基板10的第二表面12，因此會使得間隙41上下兩側(cè)的感測層40與反射層30之間產(chǎn)生靜電力減少，使得感測層40不容易吸附或接觸反射層以降低直接熱傳導所造成的能量損失。如此一來，不僅可提高光學式氣體感測裝置100的響應度，更可有效地藉由施加電壓來改變間隙41的大小以改變共振現(xiàn)象，使得吸收波長具有調(diào)諧效果。
[0030]此外，本發(fā)明使用鍺作為此光學式氣體感測裝置100的感測層40，并且配合氮化硅的吸收層50，可有效地提高紅外線的吸收率，進而提高光學式氣體感測裝置100的靈敏度。
[0031]請參閱圖4，圖4為本發(fā)明的光學式氣體感測系統(tǒng)的較佳實施例的示意圖。本發(fā)明的光學式氣體感測系統(tǒng)至少包含光學式氣體感測裝置100、氣室200、光源300及感測電路400。其中，光學式氣體感測裝置100包含如圖1-3所繪示的結(jié)構(gòu)，故于此不再贅述。
[0032]氣室200具有提供氣體流入的氣體入口 201及提供氣體流出的氣體出口 202 ;光源300位于氣室200的一端，用以提供光線射入氣室200。其中，光源300為紅外線光源；光學式氣體感測裝置100位于氣室20的另一端，用以接收通過氣室的光線。其中，此光學式氣體感測裝置100依據(jù)所接收的光線的強度而改變光學式氣體感測裝置100的電阻值；以及感測電路400電性連接光學式氣體感測裝置100，以依據(jù)光學式氣體感測裝置100的電阻值輸出電壓值，進而依據(jù)電壓值得到氣體的濃度。
[0033]依照比爾定律(Beer’s Law)可得知，光源300所發(fā)出的紅外線在通過氣室200中的氣體后的強度I = I# κα。其中，I。為紅外線通過氣體前的強度；K為氣體在紅外線波段的吸收系數(shù)；C為氣體的濃度；1為氣室200的長度。
[0034]以一氧化碳為例，當氣室200通入特定濃度的一氧化碳氣體時，一氧化碳會吸收光源300所發(fā)出的波長為4.7 μ m的紅外線，使得光學式氣體感測裝置100所接收到的紅外線的強度減弱。而紅外線的強度的減弱會令光學式氣體感測裝置100產(chǎn)生溫度變化，進而改變其電阻值。感測電路400接著將所讀取到光學式氣體感測裝置100的電阻值轉(zhuǎn)換成電壓或電流的形式輸出，進而從紅外線通過氣體前后的電壓值或電流值的變化來準確地測得氣體的濃度。
[0035]因此，利用本發(fā)明的光學式氣體感測裝置100所形成的光學式氣體感測系統(tǒng)不僅可減少能量損失以提高響應度，更可有效地令吸收波長具有調(diào)諧效果，實具產(chǎn)業(yè)利用價值。
[0036]以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發(fā)明的精神與范疇，而對其進行的等效修改或變更，均應包含于后附的權(quán)利要求書保護范圍中。
【主權(quán)項】
1.一種光學式氣體感測裝置，其特征在于，包含: 基板，具有第一表面及第二表面； 反射層，位于所述基板的所述第一表面上； 復數(shù)個電極墊，位于所述基板的所述第一表面上且鄰接所述反射層； 感測層，藉由所述復數(shù)個電極墊連接所述基板，以令所述感測層與所述基板的所述反射層之間形成間隙； 吸收層，位于相對于所述間隙的所述感測層上； 第一電極層，位于所述感測層上且鄰接所述吸收層；以及 第二電極層，位于所述基板的所述第二表面上。2.如權(quán)利要求1所述的光學式氣體感測裝置，其特征在于，所述感測層的材料為鍺(Ge)或高電阻溫度系數(shù)(Temperature Coefficient of Resistance, TCR)的熱敏材料。3.如權(quán)利要求1所述的光學式氣體感測裝置，其特征在于，所述吸收層的材料為氮化石圭。4.如權(quán)利要求1所述的光學式氣體感測裝置，其特征在于，所述第一電極層更包含第一金屬層及第二金屬層。5.如權(quán)利要求4所述的光學式氣體感測裝置，其特征在于，所述第一金屬層及所述第二金屬層的材料分別為金(Au)及鉻(Cr)。6.如權(quán)利要求1所述的光學式氣體感測裝置，其特征在于，所述第二電極層更包含第三金屬層及第四金屬層。7.如權(quán)利要求6所述的光學式氣體感測裝置，其特征在于，所述第三金屬層及所述第四金屬層的材料分別為鋁(Al)及金(Au)。8.如權(quán)利要求1所述的光學式氣體感測裝置，其特征在于，所述復數(shù)個電極墊的材料為氮化硅。9.如權(quán)利要求1所述的光學式氣體感測裝置，其特征在于，所述基板的材料為硅或其他半導體材料。10.一種光學式氣體感測系統(tǒng)，其特征在于，包含: 氣室，具有提供氣體流入的氣體入口及提供所述氣體流出的氣體出口； 光源，位于所述氣室的一端，用以提供光線射入所述氣室； 光學式氣體感測裝置，位于所述氣室的另一端，用以接收通過所述氣室的所述光線，所述光學式氣體感測裝置依據(jù)所接收的所述光線的強度而改變所述光學式氣體感測裝置的電阻值，其特征在于，所述光學式氣體感測裝置包含: 基板，具有第一表面及第二表面； 反射層，位于所述基板的所述第一表面上； 復數(shù)個電極墊，位于所述基板的所述第一表面上且鄰接所述反射層； 感測層，藉由所述復數(shù)個電極墊連接所述基板，以令所述感測層與所述基板的所述反射層之間形成間隙； 吸收層，位于相對于所述間隙的所述感測層上； 第一電極層，位于所述感測層上且鄰接所述吸收層；以及 第二電極層，位于所述基板的所述第二表面上；以及感測電路，電性連接所述光學式氣體感測裝置，以依據(jù)所述光學式氣體感測裝置的所述電阻值輸出電壓值或電流值，進而依據(jù)所述電壓值或所述電流值得到所述氣體的濃度。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種光學式氣體感測裝置，包含具有第一表面及第二表面的基板、位于基板的第一表面上的反射層、位于基板的第一表面上且鄰接反射層的復數(shù)個電極墊、藉由復數(shù)個電極墊連接基板的感測層、位于感測層上的吸收層、位于感測層上且鄰接吸收層的第一電極層、以及位于基板的第二表面上的第二電極層。
【IPC分類】G01N21/3504, H01L31/09
【公開號】CN105529377
【申請?zhí)枴緾N201410504053
【發(fā)明人】張議聰, 魏章哲, 李岳軒
【申請人】張議聰
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2014年9月28日