【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及檢測，特別是涉及一種感測單元陣列裝置及一種傳感器感測單元陣列裝置的形成方法。
技術介紹
1、氣體傳感器可用于空氣質量監測、化工生產以及家居安全等領域。目前商用的氣體傳感器以陶瓷管式和陶瓷片式為主，體積較大，難以集成。
2、近年來，結合mems技術的mems氣體傳感器被廣泛研究，其具有體積小、功耗低以及易與cmos電路集成等優勢。
3、mems氣體傳感器通常設置有多個氣體感測單元，每個氣體感測單元通常包括于隔熱腔上形成的加熱器、氣體檢測電極和氣敏材料層。所述加熱電極用于將所述氣敏材料層加熱至工作溫度，所述氣體檢測電極用于檢測工作溫度下的氣敏材料層的電阻值，利用所述氣敏材料層的電阻值與其接觸的氣體物質相關的特性，可以檢測出特定的氣體成分。
4、但是，現有的mems氣體傳感器的集成技術仍然不夠成熟，由于各氣體感測單元中的加熱器和氣體檢測電極的端子需分別通過引線(trace)連接至相應的連接墊(pad)以對各加熱器和各氣體檢測電極施加電信號，導致器件內的引線復雜，連接墊數量多，制作成本高。
技術實現思路
1、為了優化mems氣體傳感器的結構，降低制作成本，本專利技術提供一種感測單元陣列裝置。另外提供一種感測單元陣列裝置的形成方法。
2、一方面，本專利技術提供一種感測單元陣列裝置，所述感測單元陣列裝置包括：
3、基底；
4、絕緣層，形成于所述基底上，并且，所述絕緣層與所述基底之間具有由所述基底和所述絕緣層圍
5、對應于各所述隔熱腔分別形成的陣列排布的至少兩個氣體感測單元，每個所述氣體感測單元包括位于相應的所述隔熱腔正上方的加熱器、氣體檢測電極以及覆蓋所述加熱器和所述氣體檢測電極的氣敏材料層，還包括位于所述隔熱腔外圍且連接所述加熱器的第一加熱端子和第二加熱端子以及連接所述氣體檢測電極的第一測試端子和第二測試端子；以及
6、互連結構，所述互連結構包括多條金屬互連線以及分別與各所述金屬互連線連接的多個共享連接墊，其中，每條所述金屬互連線將至少兩個所述氣體感測單元中的第一加熱端子、第二加熱端子、第一測試端子或第二測試端子連接至相應的所述共享連接墊。
7、可選地，至少兩個所述氣體感測單元中的所述氣敏材料層包含的材料不同。
8、可選地，至少兩個所述氣體感測單元對應的所述隔熱腔的橫截面面積或橫截面形狀不同。
9、可選地，所述感測單元陣列裝置還包括：
10、至少一個溫度傳感器單元和/或至少一個濕度傳感器單元。
11、可選地，所述溫度傳感器單元包括形成于所述基底上的熱電阻，其中，通過檢測所述熱電阻的電阻，并利用所述熱電阻的電阻與溫度的對應關系，獲取溫度值。
12、可選地，所述濕度傳感器單元包括形成于所述基底上的濕度檢測電極以及覆蓋所述濕度檢測電極的濕敏材料層，其中，通過所述濕度檢測電極檢測所述濕敏材料層的電阻，并利用所述濕敏材料層的電阻與濕度的對應關系，獲取濕度值。
13、可選地，所述互連結構包括堆疊于所述基底上且通過絕緣材料隔離的至少兩層金屬布線層。
14、可選地，所述至少兩個氣體感測單元在所述基底上排布為m行n列，m和n為正整數；所述互連結構包括：
15、m條第一加熱線，每條所述第一加熱線連接同一行所述氣體感測單元中的所述第一加熱端子；
16、m個第一共享加熱墊，分別連接各所述第一加熱線；
17、n條第二加熱線，每條所述第二加熱線連接同一列所述氣體感測單元中的所述第二加熱端子；
18、n個第二共享加熱墊，分別連接各所述第二加熱線；
19、m條第一測試線，每條所述第一測試線連接同一行所述氣體感測單元中的所述第一測試端子；
20、m個第一共享測試墊，分別連接各所述第一測試線；
21、n條第二測試線，每條所述第二測試線連接同一列所述氣體感測單元中的所述第二測試端子；以及
22、n個第二共享測試墊，分別連接各所述第二測試線。
23、可選地，所述至少兩個氣體感測單元在所述基底上排布為m行n列，m和n為正整數；所述互連結構包括：
24、m條第一加熱線，每條所述第一加熱線連接同一行所述氣體感測單元中的所述第一加熱端子；
25、m個第一共享加熱墊，分別連接各所述第一加熱線；
26、m條第二加熱線，每條所述第二加熱線連接同一行所述氣體感測單元中的所述第二加熱端子；
27、m個第二共享加熱墊，分別連接各所述第二加熱線；
28、n條第一測試線，每條所述第一測試線連接同一列所述氣體感測單元中的所述第一測試端子；
29、n個第一共享測試墊，分別連接各所述第一測試線；
30、n條第二測試線，每條所述第二測試線連接同一列所述氣體感測單元中的所述第二測試端子；以及
31、n個第二共享測試墊，分別連接各所述第二測試線。
32、可選地，所述絕緣層具有將各所述隔熱腔與所述隔熱腔外部連通的貫通孔。
33、可選地，所述加熱器及所述氣體檢測電極的材料的耐高溫性能強于所述互連金屬線的材料的耐高溫性能，所述加熱器及所述氣體檢測電極的材料阻抗大于所述互連金屬線的材料阻抗。
34、另一方面，本專利技術提供上述感測單元陣列裝置的形成方法，所述形成方法包括：
35、在基底上形成絕緣層，并在所述絕緣層與所述基底之間形成用于限定所述隔熱腔的范圍的至少兩個犧牲層結構；
36、對應于各所述犧牲層結構的區域在所述絕緣層上形成至少兩個氣體感測單元，每個所述氣體感測單元包括位于相應的所述犧牲層結構正上方的加熱器、氣體檢測電極以及覆蓋所述加熱器和所述氣體檢測電極的氣敏材料層，還包括位于所述犧牲層結構外圍且連接所述加熱器的第一加熱端子和第二加熱端子以及連接所述氣體檢測電極的第一測試端子和第二測試端子；
37、形成互連結構，所述互連結構包括多條金屬互連線以及分別與各所述金屬互連線連接的多個共享連接墊，其中，每條所述金屬互連線將至少兩個所述氣體感測單元中的第一加熱端子、第二加熱端子、第一測試端子或第二測試端子連接至相應的所述共享連接墊；以及
38、形成暴露出所述犧牲層結構的釋放孔，并通過所述釋放孔刻蝕去除所述犧牲層結構，在所述犧牲層結構的區域形成隔熱腔。
39、本專利技術提供的感測單元陣列裝置包括在基底與絕緣層之間形成的至少兩個隔熱腔、對應于各所述隔熱腔分別形成的陣列排布的至少兩個氣體感測單元以及互連結構，其中，所述互連結構包括多條金屬互連線以及分別與各所述金屬互連線連接的多個共享連接墊，其中，每條所述金屬互連線將至少兩個所述氣體感測單元中的第一加熱端子、第二加熱端子、第一測試端子或第二測試端子連接至相應的所述共享連接墊，即，至少兩個第一加熱端子、至少兩個第二加熱端子、至少兩個第一測試端子或至少兩個第二測試端本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種感測單元陣列裝置，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的感測單元陣列裝置，其特征在于，至少兩個所述氣體感測單元中的所述氣敏材料層包含的材料不同。
3.如權利要求1所述的感測單元陣列裝置，其特征在于，至少兩個所述氣體感測單元對應的所述隔熱腔的橫截面面積或橫截面形狀不同。
4.如權利要求1所述的感測單元陣列裝置，其特征在于，還包括：
5.如權利要求4所述的感測單元陣列裝置，其特征在于，所述溫度傳感器單元包括形成于所述基底上的熱電阻，其中，通過檢測所述熱電阻的電阻，并利用所述熱電阻的電阻與溫度的對應關系，獲取溫度值。
6.如權利要求4所述的感測單元陣列裝置，其特征在于，所述濕度傳感器單元包括形成于所述基底上的濕度檢測電極以及覆蓋所述濕度檢測電極的濕敏材料層，其中，通過所述濕度檢測電極檢測所述濕敏材料層的電阻，并利用所述濕敏材料層的電阻與濕度的對應關系，獲取濕度值。
7.如權利要求1所述的感測單元陣列裝置，其特征在于，所述互連結構包括堆疊于所述基底上且通過絕緣材料隔離的至少兩層金屬布線層。
8
9.如權利要求1所述的感測單元陣列裝置，其特征在于，所述至少兩個氣體感測單元在所述基底上排布為M行N列，M和N為正整數；所述互連結構包括：
10.如權利要求1所述的感測單元陣列裝置，其特征在于，所述絕緣層具有將各所述隔熱腔與所述隔熱腔外部連通的貫通孔。
11.如權利要求1所述的感測單元陣列裝置，其特征在于，所述加熱器及所述氣體檢測電極的耐高溫性能強于所述互連金屬線的耐高溫性能，所述加熱器及所述氣體檢測電極的材料阻抗大于所述互連金屬線的材料阻抗。
12.一種如權利要求1至11任一項所述的感測單元陣列裝置的形成方法，其特征在于，所述形成方法包括：
...【技術特征摘要】
1.一種感測單元陣列裝置，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的感測單元陣列裝置，其特征在于，至少兩個所述氣體感測單元中的所述氣敏材料層包含的材料不同。
3.如權利要求1所述的感測單元陣列裝置，其特征在于，至少兩個所述氣體感測單元對應的所述隔熱腔的橫截面面積或橫截面形狀不同。
4.如權利要求1所述的感測單元陣列裝置，其特征在于，還包括：
5.如權利要求4所述的感測單元陣列裝置，其特征在于，所述溫度傳感器單元包括形成于所述基底上的熱電阻，其中，通過檢測所述熱電阻的電阻，并利用所述熱電阻的電阻與溫度的對應關系，獲取溫度值。
6.如權利要求4所述的感測單元陣列裝置，其特征在于，所述濕度傳感器單元包括形成于所述基底上的濕度檢測電極以及覆蓋所述濕度檢測電極的濕敏材料層，其中，通過所述濕度檢測電極檢測所述濕敏材料層的電阻，并利用所述濕敏材料層的電阻與濕度的對應關系，獲取濕度值。
7.如權利...
【專利技術屬性】
技術研發人員：T·L·奈恩，T·O·羅徹盧，蘇星，
申請(專利權)人：啟思半導體杭州有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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