气体传感器及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种气体传感器，尤其涉及一种非色散红外（NDIR)气体传感器及其制 备方法。
【背景技术】
[0002] 非色散红外（NDIR)气体传感器作为一种快速、准确的气体分析技术在实际应用中 十分普遍，具有可靠性高、选择性好、精度高、无毒、受环境干扰小、寿命长等诸多优点。
[0003] NDIR气体传感器的基本原理是当红外光通过待测气体时，气体分子对特定波长的 红外光有吸收，其吸收关系服从郎伯-比尔吸收定律，即光强在气体介质中随气体浓度及 光程按指数规律衰减，吸收系数取决于气体特性，常用的计算公式为：
【主权项】
1. 一种制备红外气体传感器的方法，所述红外气体传感器包括红外光源、气体腔室、滤 光镜和红外探测器，其特征在于：制备红外气体传感器的方法包括如下步骤： 提供第一硅基晶圆，在所述第一硅基晶圆的同一侧制作红外光源和红外探测器； 提供双抛的第二硅基晶圆，在所述第二硅基晶圆上制作滤光镜、分别与所述红外光源 和所述红外探测器相对应的第一气体通道和第二气体通道，所述滤光镜位于所述第二气体 通道的开口处或内部； 提供第三硅基晶圆，在所述第三硅基晶圆上制作气体腔室，所述气体腔室具有与两个 所述气体通道对应的两个端口； 将所述第一硅基晶圆、所述第二硅基晶圆和所述第三硅基晶圆依次键合形成一个整 体，所述第一气体通道将所述红外光源和其中一个所述端口连通，所述第二气体通道将所 述红外探测器和另一个所述端口连通； 在所述第三硅基晶圆上制作与所述气体腔室连通的气体通孔。
2. 根据权利要求1所述的制备红外气体传感器的方法，其特征在于：所述气体腔室采 用干法刻蚀和/或湿法腐蚀的制备方法。
3. 根据权利要求1所述的制备红外气体传感器的方法，其特征在于：所述气体腔室具 有分别与两个所述气体通道相对应以改变红外光传播方向的倾斜面。
4. 根据权利要求1所述的制备红外气体传感器的方法，其特征在于：所述红外光源采 用微加工技术制作的基于微加热器结构的广谱光源或窄谱光源，所述滤光镜为采用微加工 技术制作的滤光镜。
5. 根据权利要求1~4任意一项所述的制备红外气体传感器的方法，其特征在于：制备 红外气体传感器的方法还包括在所述气体腔室的内壁上制作反射薄膜。
6. -种红外气体传感器，其特征在于：包括： 第一硅基晶圆，所述第一硅基晶圆间隔设有位于同一侧的红外光源和红外探测器； 与所述第一硅基晶圆键合的双抛的第二硅基晶圆，所述第二硅基晶圆上具有滤光镜、 分别与所述红外光源和所述红外探测器相对应的第一气体通道和第二气体通道，所述滤光 镜位于第二气体通道的开口处或内部； 与所述第二硅基晶圆背离所述第一硅基晶圆的一侧键合的第三硅基晶圆，所述第三硅 基晶圆朝向所述第二硅基晶圆的一侧设有气体腔室，所述气体腔室具有分别与两个所述气 体通道相对应的两个端部、与外界连通的两个气体通孔。
7. 根据权利要求6所述的红外气体传感器，其特征在于：所述气体腔室具有分别与两 个所述气体通道相对应以改变红外光传播方向的倾斜面。
8. 根据权利要求6所述的红外气体传感器，其特征在于：所述气体腔室的内壁设有反 射薄膜。
9. 根据权利要求6所述的红外气体传感器，其特征在于：所述气体腔室在平行于所述 第三硅基晶圆表面的平面内的形状为直线形、折线形、环形或者曲线形。
10. 根据权利要求6所述的红外气体传感器，其特征在于：所述红外光源采用微加工技 术制作的基于微加热器结构的广谱光源或窄谱光源，所述滤光镜为采用微加工技术制作的 滤光镜。
【专利摘要】本发明提供了一种红外气体传感器包括第一硅基晶圆，所述第一硅基晶圆间隔设有位于同一侧的红外光源和红外探测器；与所述第一硅基晶圆键合的双抛的第二硅基晶圆，所述第二硅基晶圆上具有滤光镜、分别与所述红外光源和所述红外探测器相对应的第一气体通道和第二气体通道，所述滤光镜位于第二气体通道的开口处或内部；与所述第二硅基晶圆背离所述第一硅基晶圆的一侧键合的第三硅基晶圆，所述第三硅基晶圆朝向所述第二硅基晶圆的一侧设有气体腔室，所述气体腔室具有分别与两个所述气体通道相对应的两个端部、与外界连通的两个气体通孔。该红外气体传感器的体积小，封装成本低。
【IPC分类】G01N21-3504
【公开号】CN104677851
【申请号】CN201510085526
【发明人】罗雯雯
【申请人】苏州诺联芯电子科技有限公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年2月17日