0。
[0033] 所述微热板用于传感器，并且更特别地用于气体传感器。根据传感器类型的不同， 无源层和有源层的各种组合可被沉积在加热结构上W实现传感器的功能。
[0034] 薄膜4的横向尺寸通常在100微米至几毫米范围内，而其厚度通常在100纳米至 几微米范围内。从热量的角度而言，薄膜材料一般要尽可能地绝热W对通过薄膜4从热源 至IJ"冷"框架的热传导而产生的热损失加W限制。
[0035] 如图4a至4d所示，加热结构10具有同也的轨径，并且加热结构10包括内轨径20 和内间隔22 W及外轨径24和外间隔26,外轨径24和外间隔26是位于最远离加热结构10 的中也处的一个或两个轨径和间隔。
[0036] 根据本发明，所述外轨径24被设计成与自身相邻轨径的靠近度较所述内轨径20 与自身相邻轨径的靠近度更高和/或被设计成具有较内轨径20更小的宽度，W使得所述外 轨径24比内轨径20窄，所述内轨径20的宽度和间距基本恒定。
[0037] 在本说明书中，术语"基本恒定"是指各个内轨径的宽度和间隔相差不超过20 %。 该也意味着外间隔的宽度与内间隔的宽度之间的差异大于20%和/或外轨径的宽度与内 轨径的宽度之间的差异大于20%。
[0038] 采用该样的加热结构，热源在有源区内是均匀的且在有源区内对由热对流和福射 产生的均匀热损失进行补偿，并且热源在有源区的边界处是增强的W对由薄膜到冷框架的 热传导而产生的附加热损失加W补偿，从而在有源区中实现均匀温度下的平衡。
[0039] 将外轨径24设计成较内轨径20更窄的实施例更特别地适用于相互串联连接并且 与内轨径20串联连接的外轨径24。
[0040] 最佳的"内间隔宽度/外间隔宽度"比例和"内轨径宽度/外轨径宽度"比例并不 固定。该比例取决于目标温度处的热对流和福射损失与相同的有源区温度下通过薄膜的热 传导损失之比。该比例还通过由使用的图案化技术所限定的最小间隔和轨径宽度来确定。
[0041] 优选地，当外轨径24被设计成与自身相邻轨径的靠近度更高时，内间隔宽度与外 间隔宽度之比大于2,并且更优选地大于4。同样优选地，内间隔宽度与外间隔宽度之比小 于50。
[0042] 优选地，当外轨径24被设计成具有较内轨径20更小的宽度时，内轨径宽度与外轨 径宽度之比大于1. 3,并且更优选地大于2。同样优选地，内轨径宽度与外轨径宽度之比小 于5。
[0043] 在一些优选实施例中，如图4a至4c所示，轨径可W是环形的。
[0044] 更具体地，图4a和4b示出了外轨径24与自身相邻轨径的靠近度更高的加热结 构，内间隔宽度与外间隔宽度之比大约为4。
[0045] 图4c和4d示出了外轨径24被设计成较内轨径20更窄且相互串联连接的加热结 构，内轨径宽度与外轨径宽度之比大约为2。
[0046] 如图4c所示，所述加热结构可由单个蜗形轨径制成。
[0047] 如图4d所示，所述加热结构也可由相互串联连接的若干个同也弧制成，从而形成 两个平行导线，各个导线对有源区的一半进行加热。
[004引在其他实施例中，轨径可W是多边形。
[0049] 该些设计可应用于由任何传导材料制成的加热结构，该传导材料可通过诸如剥离 或光刻W及湿法或干法刻蚀之类的传统微制造技术进行图像化。优选地，所述加热结构可 包括从包括有笛和多晶娃的组中所选择的材料。
[0050] 本发明的微热板器件可用于多种传感器类型，更具体地可用于气体传感器，根据 此类传感器的用途来选择有源层。
[0051] 在某些实施例中，有源层可W是被设计成对可燃性气体的放热氧化进行催化的催 化层。包括此类具有催化有源层的微热板器件的传感器为催化气体传感器，也被称为催化 可燃性气体传感器或微热量计，其被用于检测可燃性气体。然后，通过测量由催化放热反应 所引起的温度上升来检测此类可燃性气体的存在。在该情况下，由于催化活动随温度升高 而加剧，所W需要在整个传感器结构可忍受的限度之内使有源层的温度最大化。有源区的 温度控制和温度均匀度是至关重要的。实际上，在低于最佳温度的层的任何部分，催化活动 且因而灵敏度都被降低。替代性地，高于最佳温度的层的任何部分代表了对传感器的稳定 性、可靠性和寿命有害的热点。
[0052] 在某些实施例中，有源层可W是被设计为形成红外福射源的高发射率层。包括此 类具有所述高发射率层的微热板器件的传感器为红外吸收气体传感器，其依赖于某些气体 对确切的红外波长的吸收。该些传感器使用小型IR源，该小型IR源可W是微型灯泡或者还 可W是近来的基于MEMS的发射器。有源层是高发射率层W使给定温度下福射的光功率最 大化。实际上，寻找最大福射功率是为了降低检测系统的SNR(Signal to Noise Ratio,信 噪比）。由于对于灰体或黑体，福射功率是其温度的四次方的函数，所W很显然需要在整个 发射器结构可忍受的限度之内使发射层的温度最大化。同样地，有源区的温度控制和温度 均匀度是至关重要的。实际上，在低于最佳温度的有源区的任何部分，福射功率显著降低， 从而影响了 SNR并且因此影响了检测系统的精确度。另一方面，高于最佳温度的有源区的 任何部分代表了对传感器的稳定性、可靠性和寿命有害的热点。
[0053] 在某些实施例中，有源层可W是气体敏感层，该气体敏感层被设计成在存在气体 时改变自身的电阻率。包括此类具有所述气体敏感层的微热板器件的传感器为化学电阻气 体传感器，其被用于例如通过测量有源层的电阻率的变化来检测还原性气体或氧化性气体 的存在，该有源层通常为被沉积在加热器之上但却通过电介质层与该加热器绝热的纯净或 惨杂的半导体金属氧化物。在该样的实施例中，根据本发明的微热板器件还包括被设计成 测量有源层的电阻的电极（在图2和图3的示例中未示出）。一对电极被沉积在有源层之 下或之上。该些电极的连接轨径在薄膜的上方从有源区延伸至刚性框架，在该刚性框架处 连接轨径可被用作接合垫。气体对感测层的电导率的影响取决于有源层的性质、气体的性 质W及有源层的温度。该意味着为了在给定感测层的情况下实现针对给定目标气体的最佳 选择性，有源区的温度控制和温度均匀度是至关重要的。实际上，在不处于最佳温度的层的 任何部分，与目标气体的反应将被减弱和/或与其他气体的反应将被加强，该意味着灵敏 度和/或选择性被降低。
[0054] 图5示出了光学热像仪在本发明的微热板器件上所测量的温度曲线图（曲线D)， 该微热板器件包括一具有与图4d所示图案类似的图案的笛加热结构。
[00巧]该结果显示本发明的微热板器件产生了与已得到的理想均匀温度曲线图（曲线 B)非常接近的极好的温度均匀度。
[0056] 此外，在另一实施例中，本发明的气体传感器还可包括一为本领域技术人员所熟 知的过滤盖。
[0057] 本发明还包括通过使用一包括上述微热板器件的气体传感器来测量气体浓度的 方法，该样的微热板器件具有一施加有至少一加热电压或至少一加热电流W加热有源层并 且使得能够测量所述气体的浓度的加热结构。
[0058] 根据本发明，所述至少一加热电压或所述至少一加热电流W循环模式被间歇性地 或周期性地供给。
[0059] 有利地，至少一加热电压或至少一加热电流在接通时间内被周期性地提供给加热 结构，至少一剩余电压或至少一剩余电流在关断时间内被供给，所述接通时间加上所述关 断时间对应于一个循环时间，对气体浓度的测量在所述接通时间内进行。接通时间内所供 给的加热电压或加热电流在所有接通时间内可W是恒定的或者可被供给为平稳加热电压/ 电流或斜坡加热电压/电流。剩余电压或剩余电流可等于零，或者较加热电压或加热电流 足够低W使得气体传感器不消耗任何气体或几乎不消耗任何待检测气体。关断时间内所供 给的剩余电压或剩余电流在所有关断时间内可W是恒定的或者可被供给为平稳剩余电压/ 电流或斜坡剩余电压/电流。所述循环被不断重复。
[0060] 优选地，对应于接通时间与（接通时间+关断时间）之比的占空比介于0.001%至 70%之间，优选地介于0. 02%至50%之间，并且更优选地介于0. 5%至35%之间。
[0061] 有利地，接通时间介于0.01砂至2砂之间，关断时间介于1砂至900砂之间。优 选地，接通时间介于0. 1砂至1砂之间，关断时间介于2砂至15砂之间。
[0062] 该样的循环模式使得能够降低功率消耗，特别是当气体传感器包括过滤盖时更是 如此。实际上，通过利用本发明的微热板器件的低热质量W及使用气体通过过滤盖的扩散 速率，与在连续模式下使用气体传感器相比，有可能在显著降低功率消耗的情况下实现可 靠的测量。该使得能够实现运行时间的大幅增加。
[0063] 本发明的用于测量气体浓度的方法特别适用于包含微热板器件的气体传感器，比 如用于检测