| 專利範圍 |
1.一種積體式高性能氣體感測器,其包括:一Si基板;一
SiC薄膜,其形成於上述Si基板之既定位置上,其係採用
懸橋結構;一第一薄膜,其係形成於上述SiC薄膜之上;
一指叉狀電極,其係形成於上述第一薄膜之上;以及一第
二薄膜,其係形成於上述指叉狀電極之既定位置上,用以
做為感測元件。
2.如申請專利範圍第1項所述之積體式高性能氣體感測器
,其中上述Si基板之厚度為406-457���m,其電阻係數為1
-10ohm-cm。
3.如申請專利範圍第1項所述之積體式高性能氣體感測器
,其中上述SiC薄膜之厚度為550-1000埃,其成長溫度為
1150℃。
4.如申請專利範圍第1項所述之積體式高性能氣體感測器
,其中上述第一薄膜為氧化鋁薄膜,其厚度為1000埃。
5.如申請專利範圍第1項所述之積體式高性能氣體感測器
,其中上述指叉狀電極為銀電極,其厚度為2000-4000埃
。
6.如申請專利範圍第1項所述之積體式高性能氣體感測器
,其中上述第二薄膜為二氧化錫薄膜,其厚度為600埃。
7.如申請專利範圍第1項所述之積體式高性能氣體感測器
,其中上述SiC薄膜之懸橋結構為單一懸橋結構,係當作
上述積體式高性能氣體感測器之加熱器。
8.如申請專利範圍第1項所述之積體式高性能氣體感測器
,其中上述SiC薄膜之懸橋結構為雙懸橋結構,係當作上
述積體式高性能氣體感測器之加熱器。
9.一種積體式高性能氣體感測器之製作方法,上述氣體感
測器係形成於一矽基板上,其包括:將上述矽基板置於
RTCVD系統中,以成長出一SiC薄膜;以EDP化學溶液進行
濕蝕刻;用電漿蝕刻出懸橋結構;用電子鎗系統蒸鍍一第
一薄膜於上述懸橋結構之既定位置;用電子鎗系統蒸鍍一
指叉狀電極於上述第一薄膜之既定位置;以及用電子鎗系
統蒸鍍一第二薄膜於上述指叉狀電極之既定位置。
10.如申請專利範圍第9項所述之製造方法,其更包括在上
述SiC薄膜成長之後,鍍上一層銅薄膜以作為光罩。
11.如申請專利範圍第10項所述之製造方法,其更包括在
上述EDP化學溶液對上述矽基板進行濕蝕刻後,以硝酸溶
液(HNO3:H2O=1:5)去除上述銅薄膜。
12.如申請專利範圍第9項所述之製造方法,其更包括在用
電漿蝕刻出懸橋結構之前,鍍上一層含鋁之光罩以定義出
電漿蝕刻之區域。
13.如申請專利範圍第12項所述之製造方法,其更包括在
用電漿蝕刻出懸橋結構之後,以加溫之溶液(H3PO3:HNO3
:CH3COOH:H2O=50:3:3:3)將上述含鋁之光罩去除。
14.如申請專利範圍第9項所述之製造方法,其更包括一退
火熱處理,其係置於700℃之爐管中持續2小時。
15.如申請專利範圍第9項所述之製造方法,其更包括在上
述懸橋結構之既定位置蒸鍍鋁電極。
16.如申請專利範圍第9項所述之製造方法,其更包括酒精
氣體測試,其係置於一空氣模擬腔內,其中上述空氣模擬
腔內之氮氣:氧氣=4:1,其壓力為1托耳。
17.如申請專利範圍第9項所述之製造方法,其中上述Si基
板之厚度為406-457���m,其電阻係數為1-10ohm-cm。
18.如申請專利範圍第9項所述之製造方法,其中上述SiC
薄膜之厚度為550-1000埃,其成長溫度為1150℃。
19.如申請專利範圍第9項所述之製造方法,其中上述第一
薄膜為氧化鋁薄膜,其厚度為1000埃。
20.如申請專利範圍第9項所述之製造方法,其中上述指叉
狀電極為銀電極,其厚度為2000-4000埃。
21.如申請專利範圍第9項所述之製造方法,其中上述第二
薄膜為氧化鋁薄膜,其厚度為600埃。
22.如申請專利範圍第9項所述之製造方法,其中上述SiC
薄膜之懸橋結構為單一懸橋結構。
23.如申請專利範圍第9項所述之製造方法,其中上述SiC
薄膜之懸橋結構為雙懸橋結構。
24.如申請專利範圍第9項所述之製造方法,其中上述EDP
化學溶液係將120ml之Ethyelene Diamine及20克重之
Pyrocatechol溶解於60ml之去離子水中而成,其蝕刻溫度
為100℃,而蝕刻速度為72���m/hr。
25.如申請專利範圍第9項所述之製造方法,其中上述電子
鎗系統之真空度為10-5托耳。圖式簡單說明:第一圖a所
示為〝二氧化錫薄膜/銀電極/氧化鋁基板〞之酒精氣體
感測器之結構圖;第一圖b則為第一圖a之酒精氣體感測器
之白金線圈加熱器之示意圖;第二圖a至第二圖c分別為本
發明之實施例之立體圖、正視圖、及俯視圖;第三圖為本
發明之實施例之製程步驟流程圖;第四圖a至第四圖k則為
對應於第三圖之各步驟之示意圖;第五圖為本發明之二氧
化錫薄膜厚度與靈敏度之關係圖;第六圖為本發明之操作
溫度與靈敏度之關係圖;第七圖為本發明之各種氣體濃度
與靈敏度之關係圖;第八圖為本發明之單一懸橋結構元件
之反應時間與恢復時間;第九圖所示為本發明之元件在長
時間操作下所表現出之穩定性;第十圖a及第十圖b為本發
明之雙懸橋結構、單一懸橋結構與TGS-822(Figaro公司產
品)之比較圖,其中第十圖a為對不同酒精氣濃度之靈敏度
之比較圖,第十圖b為元件之反應時間與恢復時間之比較
圖;以及第十一圖為SiC材料、Si材料、GaAs材料之理論
物理參數値之比較圖。 |
