一种微热板阵列、芯片及微热板阵列结构的形成方法

本申请涉及半导体，涉及但不限于一种微热板阵列、芯片及微热板阵列结构的形成方法。

背景技术：

1、微机电系统(micro electro mechanical systems，mems)气体传感器通常包括mems微热板和气体敏感材料，它具有结构微纳化、低功耗、低成本、高灵敏度、材料体系广泛和易与互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor，cmos)电路集成的特点，从而迅速成为便携式、分布式监控应用场景的研究热点，进而具有巨大的市场潜力。mems微热板作为mems气体传感器的核心结构，它最主要功能是：为负载在其叉指电极上的气敏材料提供高温工作区。为了实现多组分气体检测，如何设计微热板阵列和批量化生产成为一个需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请实施例提供一种微热板阵列、芯片及微热板阵列结构的形成方法。

2、本申请的技术方案是这样实现的：

3、第一方面，本申请实施例提供一种微热板阵列，所述微热板阵列包括至少两个涂布有不同气敏材料的微热板单元，以实现多组分气体检测；

4、每一所述微热板单元从下至上依次包括：衬底层、加热层、敏感层、绝缘层和测试层，其中：

5、所述加热层包括加热电极和螺旋形结构的加热电阻线，为位于所述加热层正上方的所述敏感层提供热量；

6、所述绝缘层为具有绝缘介质材料的介质层，用于将所述加热层和所述测试层分隔；

7、所述测试层包括一对测试电极，其中，所述测试电极为叉指电极，所述叉指电极的材料为金属材料。

8、第二方面，本申请实施例提供一种芯片，所述芯片包括上述微热板阵列。

9、第三方面，本申请实施例提供一种一种微热板阵列结构的形成方法，所述方法包括：提供衬底层；在所述衬底层上形成加热层；其中，所述加热层包括加热电极和螺旋形结构的加热电阻线；在所述加热层上依次形成绝缘层和测试层；在所述测试层上涂布至少两种不同气敏材料，得到敏感层，以形成所述微热板阵列结构。

10、本申请实施例中，微热板阵列采用共地结构设计，各微热板单元之间相互独立，可以通过对每个微热板单元提供不同加热电压以精准控制不同气敏材料所需工作温度。微热板阵列包括至少两个涂布有不同气敏材料的微热板单元，通过每一微热板单元中的加热电极和螺旋形结构的加热电阻线组成的加热层可以为位于加热层正上方的敏感层提供更均匀的热量，从而热量在敏感层的传热速度更快、加热功耗更低。

技术特征：

1.一种微热板阵列，其特征在于，所述微热板阵列包括至少两个涂布有不同气敏材料的微热板单元，以实现多组分气体检测；

2.根据权利要求1所述的微热板阵列，其特征在于，所述微热板阵列包括m行*n列的所述微热板单元；其中，m和n均为大于1的自然数。

3.根据权利要求1或2所述的微热板阵列，其特征在于，每一所述微热板单元中的加热电极的第二端共连接地，每一所述微热板单元中的加热电极的第一端外接不同电压，以通过所述不同电压改变加热温度，为所述不同气敏材料的微热板单元的正常工作提供所需温度。

4.根据权利要求1所述的微热板阵列，其特征在于，所述衬底层作为所述微热板单元的基底，通过各向异性干法刻蚀去除所述微热板单元的工作区正下方的衬底层，形成一个隔热腔体。

5.一种芯片，其特征在于，所述芯片包括权利要求1至4任一项所述的微热板阵列。

6.一种微热板阵列结构的形成方法，其特征在于，所述方法包括：

7.根据权利要求6所述的形成方法，其特征在于，所述在所述衬底层上形成加热层，包括：

8.根据权利要求6所述的形成方法，其特征在于，所述绝缘层的形成，包括：

9.根据权利要求6至8任一项所述的形成方法，其特征在于，所述测试层的形成，包括：

10.根据权利要求6至8任一项所述的形成方法，其特征在于，所述方法还包括：

技术总结本申请实施例提供一种微热板阵列、芯片及微热板阵列结构的形成方法，该微热板阵列包括至少两个涂布有不同气敏材料的微热板单元，以实现多组分气体检测；每一所述微热板单元从下至上依次包括：衬底层、加热层、敏感层、绝缘层和测试层，其中：所述加热层包括加热电极和螺旋形结构的加热电阻线，为位于所述加热层正上方的所述敏感层提供热量；所述绝缘层为具有绝缘介质材料的介质层，用于将所述加热层和所述测试层分隔；所述测试层包括一对测试电极，其中，所述测试电极为叉指电极，所述叉指电极的材料为金属材料。技术研发人员：孙建海,陈婷婷,周天烨,权浩,蒋开晟受保护的技术使用者：中国科学院空天信息创新研究院技术研发日：技术公布日：2024/1/16