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

 

這zhe種zhong氣qi敏min傳chuan感gan器qi的de敏min感gan材cai料liao是shi金jin屬shu氧yang化hua物wu半ban導dao體ti或huo導dao電dian聚ju合he物wu。當dang這zhe些xie材cai料liao暴bao露lu於yu被bei測ce氣qi體ti中zhong，氣qi體ti會hui與yu它ta們men發fa生sheng作zuo用yong，引yin起qi電dian導dao率lv或huo電dian阻zu率lv的de變bian化hua，產chan生sheng包bao含han氣qi體ti成cheng分fen和he濃nong度du的de電dian信xin號hao，經jing過guo信xin號hao處chu理li電dian路lu處chu理li後hou，即ji可ke識shi別bie氣qi體ti的de成cheng分fen和he濃nong度du。

 

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。

 

MEMSjinshuyanghuawubandaotiqiminchuanganqicaiyongweidianzijishudechengmogongyizaiguichendishangdianjijinshuyanghuawuminganceng
，liyongmingancengxiadedianzuzuojiareqi
，liyongerjiguanzuocewenyuanjian，biyaodexinhaodianluheduchudianluyekeyijichengzaitongyiguixinpianshang。

 

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

 

gutidianjiezhiqiminchuanganqiyoudianliuxinghedianyaxingliangzhong，dianliuxingdelingmindugao
，celiangfanweida，wenpiaoxiao。dantadeshuchudianliuheminganxingnengyudianjichicunguanximiqie。chuantongdeshaojietixingqijiannanyukongzhidianjichicun，yinershuchudedianliuheminganxingnengyenanyukongzhi。youyuMEMS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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