具有代表性的基於金屬氧化物半導體敏感材料(MOS)氣體傳感器已廣泛應用於安全
、環境、樓宇控製等領域的氣體檢測
，該類傳感器的能耗是製約其大規模布設的核心節點，MEMS技術為解決MOS氣體傳感器的該類問題提供了強有力的有效途逕和方案。MEMS技術的應用也為該類傳感器的集成化提供堅實的基礎。毫無疑問，基於MEMS的設計方案將成為未來氣體傳感器的主要發展方向之一。

 

目前，市場上以單晶矽材料為襯底
，非矽材料為敏感層的MEMS氣體傳感器最為常見，現就市場常見MEMS氣體傳感器類型加以介紹：

 

MEMS電導型氣敏傳感器

 

zhezhongqiminchuanganqidemingancailiaoshijinshuyanghuawubandaotihuodaodianjuhewu。dangzhexiecailiaobaoluyubeiceqitizhong
，qitihuiyutamenfashengzuoyong，yinqidiandaolvhuodianzulvdebianhua，chanshengbaohanqitichengfenhenongdudedianxinhao
，jingguoxinhaochulidianluchulihou
，jikeshibieqitidechengfenhenongdu。

 

使用最多的金屬氧化物半導體是二氧化錫，其次是二氧化鈦

、氧化鋅等。為提高氣敏傳感器靈敏度和選擇性，往往會向金屬氧化物中加入催化劑，如鉑、鈀等貴金屬或合適的金屬氧化物。

 

MEMS金jin屬shu氧yang化hua物wu半ban導dao體ti氣qi敏min傳chuan感gan器qi采cai用yong微wei電dian子zi技ji術shu的de成cheng膜mo工gong藝yi在zai矽gui襯chen底di上shang澱dian積ji金jin屬shu氧yang化hua物wu敏min感gan層ceng，利li用yong敏min感gan層ceng下xia的de電dian阻zu做zuo加jia熱re器qi，利li用yong二er極ji管guan做zuo測ce溫wen元yuan件jian，必bi要yao的de信xin號hao電dian路lu和he讀du出chu電dian路lu也ye可ke以yi集ji成cheng在zai同tong一yi矽gui芯xin片pian上shang。

 

MEMS微氣體傳感器的製作工藝如圖所示，其特點在於將加熱電極、絕緣層和測試電極一層一層依次堆積疊加在一起。

 

 

MEMS固體電解質氣敏傳感器

 

固gu體ti電dian解jie質zhi氣qi敏min傳chuan感gan器qi有you電dian流liu型xing和he電dian壓ya型xing兩liang種zhong，電dian流liu型xing的de靈ling敏min度du高gao
，測ce量liang範fan圍wei大da，溫wen漂piao小xiao。但dan它ta的de輸shu出chu電dian流liu和he敏min感gan性xing能neng與yu電dian極ji尺chi寸cun關guan係xi密mi切qie。傳chuan統tong的de燒shao結jie體ti型xing器qi件jian難nan於yu控kong製zhi電dian極ji尺chi寸cun
，因yin而er輸shu出chu的de電dian流liu和he敏min感gan性xing能neng也ye難nan於yu控kong製zhi。由you於yuMEMS技術製作的器件電機尺寸精度高，因而MEMS固體電解質電流型氣敏傳感器性能優異。

 

目前基於“三明治”結構的傳感器，可以實現MEMS工藝的兼容與加工，解決了傳統固體電解質式氣體傳感器工藝兼容性差
、器件結構複雜等問題。

 

 

MEMS氣體傳感器的優勢在於：

 

(1)微型化： MEMS器件體積小，一般單個 MEMS傳感器的尺寸以毫米甚至微米為計量單位，重量輕、耗能低。同時微型化以後的機械部件具有慣性小、諧振頻率高
、響應時間短等優點。 MEMS更高的表麵體積比(表麵積比體積)可以提高表麵傳感器的敏感程度。

 

(2)矽基加工工藝，可兼容傳統 IC生產工藝：矽的強度

、硬度和楊氏模量與鐵相當，密度類似鋁，熱傳導率接近鉬和鎢，同時可以很大程度上兼容矽基加工工藝。

 

(3)批量生產：以單個 5mm×5mm尺寸的 MEMS傳感器為例，用矽微加工工藝在一片 8英寸的矽片晶元上可同時切割出大約 1000個 MEMS芯片
，批量生產可大大降低單個 MEMS的生產成本。

 

(4)集成化：一般來說
，單顆 MEMS往往在封裝機械傳感器的同時，還會集成ASIC芯片，控製 MEMS芯片以及轉換模擬量為數字量輸出。同時不同的封裝工藝可以把不同功能、不同敏感方向或致動方向的多個傳感器或執行器集成於一體，或形成微傳感器陣列
、微執行器陣列
，甚至把多種功能的器件集成在一起

，形成複雜的微係統。

 

(5)多學科交叉： MEMS涉及電子

、機械
、材料
、製造、信息與自動控製
、物理
、化學和生物等多種學科，並集約了當今科學技術發展的許多尖端成果。

 

 

 

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