專利名稱：可集成的非晶態(tài)金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體敏感器件，特別是涉及一種高效的低成本大尺寸可集成的非晶態(tài)金屬氧化物半導(dǎo)體的氣體傳感器。
背景技術(shù)：
隨著社會生活與工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，氣體敏感器在監(jiān)控有毒有害氣體、工業(yè)廢氣、大氣污染和提高食品與人居環(huán)境環(huán)保水平上有著越來越重要的作用。主要的應(yīng)用例子有對大氣中nox、sox、co2等有害氣體的監(jiān)控；對生活生產(chǎn)中CO的監(jiān)控；對乙醇、甲醇的檢測；對汽車尾氣的檢測等。自上世紀(jì)60年代以來，金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器就以較高的靈敏度、響應(yīng)迅速等優(yōu)點占據(jù)氣體傳感器的主要市場。最初的氣體傳感器主要采用Sn02、ZnO為氣敏材 料，近些年又研究開發(fā)了一些新型材料，除了少量單一金屬氧化物材料，如W03、ln203、Ti02、Al2O3等外，開發(fā)的熱點主要集中在復(fù)合金屬氧化物和混合物金屬氧化物如表I所示。表I各類檢測氣體對應(yīng)的金屬氧化物敏感材料
H敏感材料
CH4Rh-SnO2, CeO2-SnO2
COA11/C03O4、Cu - ZnO2
H2Sb203 - S11O2、Bi2Os - S11O2__
La2O3 - Sn02、CaO - La2O3^ Ag - CuO CO2- BaTiO2^ Cu - BaSn02、
BaCco.25Y0.0503-x-. Cu — SnTiO3
NH3Au/W03、Crli8TiO3
C2H5OH Pd - LsiiOi — S11O2、Pd - LsiiOi — I112O權(quán)利要求
1.一種氣體傳感器，包括 襯底； 加熱電極，形成在所述襯底上； 信號檢測電極，形成在所述襯底上，與所述加熱電極共面； 氣體敏感探測薄膜，形成在所述襯底、所述加熱電極以及所述信號檢測電極上； 其特征在于， 所述氣體敏感探測薄膜包括非晶態(tài)氧化物半導(dǎo)體。
2.一種氣體傳感器,包括 襯底； 加熱電極，形成在所述襯底上； 隔離絕緣膜，形成在所述襯底以及所述加熱電極上； 氣體敏感探測薄膜，形成在所述隔離絕緣膜上； 信號檢測電極，形成在所述氣體敏感探測薄膜上； 其特征在于， 所述氣體敏感探測薄膜包括非晶態(tài)氧化物半導(dǎo)體。
3.如權(quán)利要求I或2所述的氣體傳感器，其中，所述非晶態(tài)氧化物半導(dǎo)體包括摻In的ZnO 基半導(dǎo)體，所述摻 In 的 ZnO 基半導(dǎo)體包括 InGaZnO、InZnO、HfInZnO、TaInZnO、ZrInZnO、YInZnO、AllnZnO、SnInZnO0
4.如權(quán)利要求3所述的氣體傳感器，其中，所述摻In的ZnO基半導(dǎo)體中[In]/([In] +[第三金屬])的原子計數(shù)比為35% 80%，[Zn]/([In]+ [Zn])的原子計數(shù)比為40% 85%。
5.如權(quán)利要求4所述的氣體傳感器，其中，各元素原子計數(shù)比為[In][第三金屬]:[Zn]
= I I: I: I 或者 I: I: 1:2 或者 2:2:2: I 或者I : I : I : 4。
6.如權(quán)利要求I或2所述的氣體傳感器，其中，所述非晶態(tài)氧化物半導(dǎo)體包括ln203、ZTO、ITO、ZnO、SnOx。
7.如權(quán)利要求I或2所述的氣體傳感器，其中，所述非晶態(tài)氧化物半導(dǎo)體厚度為I至IOOOOnm0
8.如權(quán)利要求I或2所述的氣體傳感器，其中，所述襯底包括表面為絕緣層的硅片、玻璃、石英、塑料或背部鏤空的硅片基底。
9.如權(quán)利要求I或2所述的氣體傳感器，其中，所述加熱電極和/或所述信號檢測電極的材料包括Mo、Pt、Al、Ti、Co、Au、Cu、多晶硅、TiN、TaN及其組合。
10.如權(quán)利要求2所述的氣體傳感器，其中，所述隔離絕緣膜的材料包括二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或高k材料。
全文摘要
可集成的非晶態(tài)金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器，本發(fā)明提供了一種氣體傳感器，包括襯底；加熱電極，形成在所述襯底上；信號檢測電極，形成在所述襯底上，與所述加熱電極共面；氣體敏感探測薄膜，形成在所述襯底、所述加熱電極以及所述信號檢測電極上；其特征在于，所述氣體敏感探測薄膜包括非晶態(tài)氧化物半導(dǎo)體。依照本發(fā)明的氣體傳感器，由于采用了非晶態(tài)半導(dǎo)體作為氣體敏感探測薄膜，使得氣體傳感器可以采用半導(dǎo)體標(biāo)準(zhǔn)制造工藝，降低了成本，提高了器件的均勻性、響應(yīng)速度，降低了工作溫度和功耗，因此可以高效低成本大面積地集成。
文檔編號G01N27/02GK102778479SQ201110117658
公開日2012年11月14日 申請日期2011年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月9日
發(fā)明者殷華湘, 陳大鵬 申請人:中國科學(xué)院微電子研究所